稱之為本能，但有些東西迫使某些動物以某種方式行事，也許是基因中的程序。研究人員將基因活動與本能行為直接聯(lián)系在一起的小型雄魚中，這些雄魚在沙中形成圖案以吸引其配偶。領導這項新研究的佐治亞理工學院和斯坦福大學的科學家們希望在未來看看某些行為是否確實是遺傳程序。如果他們通過基因調控點擊它來激發(fā)神經(jīng)元模式從而產(chǎn)生行為。

佐治亞理工學院生物科學學院教授托德斯特雷曼說：“我們還沒有，但我們已經(jīng)開始掌握驅動神經(jīng)元模式的基因調控模式。” “我們能夠看到基因表達與行為之間存在明顯的聯(lián)系。”

更好地了解自閉癥

這項研究也可能在某一天有助于更好地理解自閉癥，因為魚類行為背后的基因具有與自閉癥譜系障礙有關的人類表親。一些典型的自閉癥行為，如“堆疊”，其中一個孩子強迫性地將物體排列成整齊的行或塔，與魚類，慈鯛，如何重復堆積沙子以形成對稱的形態(tài)有相似之處。

但就目前而言，研究人員正在探索試圖在非洲馬拉維湖吸引配偶的雄性慈鯛。在他們的研究中，他們發(fā)現(xiàn)特定基因的調節(jié)和與它們相關的重復行為的發(fā)生幾乎是一對一的手套，這是一個新發(fā)現(xiàn)。

他們在“ 美國國家科學院院刊”上發(fā)表了他們的研究成果。該研究由國家神經(jīng)疾病和中風研究所，國家老齡化研究所和國家綜合醫(yī)學研究所資助，這些研究所都是美國國立衛(wèi)生研究院的一部分。

另外，關于基因行為的基因如何隨著時間的推移而發(fā)展的知之甚少，并且研究人員發(fā)現(xiàn)了它們的進化可能圍繞基因調控以響應動物環(huán)境中發(fā)生的事情的跡象。在雄性慈鯛的情況下，當準備交配的雌性出現(xiàn)時，基因調節(jié)和行為被觸發(fā)。

挖我的城堡

讓我們從行為開始然后轉到基因活動。

男孩慈鯛自己敲出建立東西從沙子打動女孩魚準備交配。大多數(shù)慈鯛物種構建了一個坑或隕石坑，這似乎是進化上較老和較為成熟的行為，而其他物種則建造了一座城堡，這被廣泛認為是新的進化發(fā)展。

坑和城堡都被稱為“保齡球”，需要魚在同一個圈內游泳，在一個地方挖出沙子并將其吐出其他地方。

不同之處在于，坑坑建造者從他們游泳的圓圈內舀起沙子并將其存放在外面。在涼亭中間留下一個洞，周圍有一個凸起的邊緣，使它像一個隕石坑。

城堡建造者從圓圈外挖出沙子并將其沉積在里面，這在涼亭中間形成一個凸起的結構，使其類似于火山。

打開他

“一旦雌性生殖活躍，就會繼續(xù)轉變。突然，雄性開始舀食并吐痰數(shù)千次以構建它們的結構，”Streelman實驗室的博士后研究員Zachary Johnson說。約翰遜是這項新研究的合著者; Streelman聯(lián)合首席研究員。

挖掘和吐痰是如此不斷，以至于兩英寸的魚鏟起了兩英尺寬的結構：一些物種的坑保齡球，其他物種的城堡保齡球。差異在于吸引合適的伴侶。

“各種物種在一個公共區(qū)域制造他們的坑和城堡，所以結構必須非常具體，所以正確的雌性物種可以看到，'這是我想要的那個'與其他物種構建另一個的其他人相比然后，她必須從她自己的物種中選擇她想要的特定人物，“該研究的共同第一作者，Streelman實驗室的研究生助理Chinar Patil說。

交叉繁殖慈鯛

為了觀察與這些建筑行為中的任何一種相關的基因，研究人員將具有城堡建造物種的交叉互補的建筑物種類制作成具有兩組基因的混合慈鯛。這些混合動力車帶來了一個幸運的驚喜。

雜交魚按順序整齊地進行了兩種行為：首先是坑制作，然后是城堡制作，總是按順序排列。

“這太棒了，”約翰遜說。“你可能會認為混合行為是混亂的，或者采取一些中間形式。相反，他們執(zhí)行一種特定物種的行為，然后過渡到執(zhí)行其他物種特定的行為。”

涼亭基因加電

這對于研究是有用的，因為雜交種具有來自親本父母和來自城堡親本的一個基因的完整拷貝。干凈分離的行為允許將每種行為與魚腦中任一組基因中的激活增加和減少相匹配。

喬治亞理工學院和斯坦福大學的研究人員能夠清楚地將坑基因激活與坑行為模式以及城堡基因激活與城堡行為模式相匹配。

帕蒂爾說：“在抄本中，很多基因得到了上調，而魚類正處于制坑模式，城堡副本在城堡制造模式中得到了上調。” 這些基因和行為一前一后地“開啟”和“調整”。

無論是坑與城堡基因的表達差異都不是絕對的咔嗒響應開關，更像是在音頻混音器上放下一組杠桿并將另一組調高到顯性水平。

基因行為進化

發(fā)現(xiàn)這是該研究的重大成就。這聽起來像是直接創(chuàng)造行為的基因，但這一點尚未得到證實，可能是未來研究的主題。

然后是關于與行為進化相關的遺傳進化的洞察力：

坑和城堡物種具有非常相似的基因組。當團隊對坑和城堡物種的DNA進行測序時，進化差異似乎存在于調節(jié)基因中，并且它們是許多相同的調節(jié)基因，它們在交配環(huán)境中發(fā)生特定的涼亭建筑行為。