父母捕食者暴露对棘鱼后代行为的影响:关联性与潜在机制研究

《Animal Behaviour》:Parental predator exposure affects offspring boldness and laterality in the stickleback

【字体: 时间:2025年04月02日 来源:Animal Behaviour 2.3

编辑推荐:

  在动物行为学研究中,为探究后代个性特征与行为偏侧性(behavioural laterality)是否相关及能否受亲代效应影响,研究人员以棘鱼(Gasterosteus aculeatus)为对象开展研究。结果发现亲代暴露于捕食者影响后代大小、偏侧性和个性,但二者无关联。该研究为理解动物行为遗传机制提供新视角。

  在神秘的动物世界里,父母对后代的影响一直是科学家们热衷探索的话题。以往研究发现,父母除了通过遗传 DNA 序列影响后代,还存在其他的影响方式,这被称为亲代效应(parental effects)。亲代效应能深刻影响后代的行为,像行为偏侧性(动物大脑左右半球在行为功能上的不对称性表现,比如动物更倾向于使用某一侧的肢体或感官)和个性等特征都受其影响,而这些特征对动物在自然界的生存和繁衍意义重大。然而,一直以来,亲代效应如何影响同一物种中行为偏侧性和个性之间的相互作用,这个问题却始终未被深入探索。如果能找到它们之间的联系,那将极大地加深我们对动物个性特征的理解,甚至能延伸到大脑偏侧性及其潜在神经生物学领域。不仅如此,如果这两种特征存在因果关联,还可能对动物的进化产生约束,因为改变其中一个特征就可能影响另一个。正是在这样的背景下,为了解开这些谜团,来自荷兰格罗宁根大学的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Animal Behaviour》杂志上。
研究人员选择了棘鱼(Gasterosteus aculeatus)作为研究对象,这种卵生鱼类是行为神经科学、遗传学以及生态进化研究的重要模型。研究人员将棘鱼父母分为两组,一组暴露在模拟捕食者的环境中,另一组作为对照组正常饲养。之后,研究人员对父母和它们后代的行为进行了细致观察和分析,同时还检测了卵中的皮质醇(cortisol)水平。

在研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,采用液质联用技术(LC - MS/MS)检测卵中的皮质醇浓度,该技术能可靠且高特异性地检测目标激素浓度。其次,通过设置不同的实验场景,利用行为学实验对棘鱼的行为进行评估,如设置捕食者模型观察亲代和后代的勇敢程度,通过观察后代在群体中的行为来研究其聚群行为,利用旋转镜子测试后代的行为偏侧性等。

研究结果如下:

  • 亲代勇敢程度测试:研究人员观察亲代棘鱼在面对捕食者模型时的反应,发现暴露在模拟捕食环境中的亲代棘鱼在安全区域停留的时间更短,这表明它们更加勇敢,说明模拟捕食处理有效地改变了亲代的行为。
  • 后代标准体长:对比两组后代的体长,发现暴露于捕食者环境的亲代所产后代的体长小于对照组后代,证实亲代暴露于捕食环境对后代的生长产生了影响。
  • 后代勇敢程度测试:在对后代进行的捕食者检查测试中,对照组后代在安全区域停留的时间比处理组更长,这意味着处理组后代更勇敢。而且,处理组后代勇敢这一个性特征具有重复性,而对照组没有。此外,对照组中后代在安全区域停留的时间与体长呈弱正相关,处理组则无此相关性。
  • 后代聚群行为:研究人员通过计算多边形面积来衡量聚群凝聚力,结果发现对照组和处理组后代的聚群行为没有差异。
  • 偏侧性及与勇敢程度的关联:在旋转镜子测试中,处理组中表现出偏侧性的鱼的比例显著高于对照组。但多项逻辑回归分析表明,偏侧性和勇敢程度之间没有显著关联,不过处理组的鱼有更明显的偏侧化趋势,尤其是向右偏侧。
  • 皮质醇检测:研究人员利用 LC - MS/MS 技术检测卵中的皮质醇浓度,发现所有卵样本中的皮质醇浓度均低于检测限。

综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。它证实了亲代暴露于捕食压力会通过亲代效应增强后代的偏侧性和勇敢程度,但未发现这两种特征之间存在关联,这表明它们可能并非由相同的直接机制产生。虽然研究未能确定卵中皮质醇是否是亲代效应的介导因素,但不排除其他激素或其衍生物的作用。此外,研究还发现亲代暴露于捕食环境会使后代体型变小,这与以往在其他物种中的研究结果一致。总体而言,该研究为我们理解动物行为的遗传和环境影响机制提供了新的视角,为后续研究指明了方向,未来可进一步探究其他激素在亲代效应中的作用,以及这些效应对动物行为和进化的长期影响。

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析!

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

版权所有 生物通

Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

联系信箱:

粤ICP备09063491号