加州大學舊金山分校的一項研究發現，儘管年輕的雄性鳴禽在遺傳上傾向於聽起來像他們的父親，但通過養父養父的豐富經驗可以克服這一基因的命運。作者說，這一發現對我們思考經驗如何影響複雜人類特徵的遺傳，如學習能力甚至精神疾病的影響有著顯著的意義。
像加州大學舊金山分校的邁克爾佈雷納德博士這樣的神經科學家，長期以來一直在研究像孟加拉雀(Lonchura striata striata)這樣的鳴禽，作為一種模型，說明早期經驗對人類語言等複雜行為的影響。就像人類語言一樣，雄性雀的獨特的交配鳴聲是通過聽和模仿成年的“導師”來學習的。在自然界中，這通常是鳥的父親，但是在實驗室中由不相關的成年人撫養長大的幼鳥會學著唱他們的父親的歌。
現在佈雷納德實驗室已經證明，並不是所有的早期經驗都與易受影響的年輕鳥類的影響是相同的:只接觸到計算機化的“合成導師”，年輕的小鳥就會像生父一樣歌唱，他們從未聽說過或聽說過。這項研究發表在2017年12月25日的《pnas》雜誌上，這一研究表明，芬奇之歌的基因成分比之前意識到的更強，但這一基因驅動也可以被正確的早期生活經歷所抑制。
我們所看到的是，鳥類遺傳的基因貢獻取決於鳥的經歷。這是一個引人注目的演示,遺傳等複雜行為的鳥鳴聲是不固定的,通常假定,而是可能顯著不同取決於個人的體驗,”佈雷納德說,生理學和加州大學舊金山分校的精神病學教授霍華德休斯醫學研究所研究員,加州大學舊金山分校神經科學研究所威爾的成員。
正如所指出的，研究人員長期以來一直認為成年鳥叫聲的結構是由鳥兒聽到的鳥叫聲所影響的。然而，在佈雷納德實驗室的博士後學者、新論文的第一作者戴維·梅茨博士注意到，在實驗室裡，每隻孟加拉雀的鳴叫聲都有驚人的變化，即使所有的鳥在早年都受到同樣的實驗控制的導師的歌聲的影響。
為了確定這些差異是否可能是由先前被忽略的基因對鳥類鳴叫聲的貢獻引起的，大都會發展了一套精心的實驗來控制遺傳和經驗的貢獻。他把雞蛋從它們的窩裡取出來，以確保小雞永遠不會聽到他們父親的歌，即使是在雞蛋裡。然後，他將這些幼仔暴露在精心控制的計算機生成的歌曲中，這些歌曲在節奏上各不相同，試圖影響小鳥學習的歌曲的節奏。
令研究人員感到驚訝的是，他們發現這些鳥基本上忽略了合成歌曲的節奏，並發展出了與父親歌曲相近的成年歌曲——這是他們從未聽過的。研究人員對這一觀察結果進行了量化，結果顯示，在實驗鳥類的歌曲中，55%的可變性可以用父親歌曲的不同來解釋，但只有21%的人是被他們聽到的“小雞”合成歌曲的差異所驅動。
在另一組實驗中，梅茨把合成導師和未接觸過的雀類(也從未聽過他們的父親的歌曲)放在沒有血緣關係的成年男性身上。研究人員再次驚奇地發現，綜合輔導的結果完全相反:現場導師的歌曲對年輕的鳥兒成年歌曲的節奏貢獻了53%，而他們的父親歌曲的差異只有16%。
這真的很令人興奮，因為它表明，一個現場導師提供的經驗實際上可以減少基因對複雜行為的貢獻，比如鳥鳴，Mets說。我們之前就知道，現場指導老師幫助鳥類學得更好更快，但我們驚訝地發現，這種經歷實際上可以覆蓋鳥類的基因。
我們已經習慣了複雜的特徵和行為可以有很大的遺傳成分，佈雷納德補充說，他引用了人類對出生時分離的同卵雙胞胎的研究，儘管他們在幽默感、時尚感等方面有著驚人的相似之處。但這些故事往往假定遺傳成分是固定的學術成就，要麼是20%的基因，要麼是80%的遺傳基因。”我們在這裡展示的是，遺傳學的貢獻絕不是固定的，在學術成就的情況下，你去的學校可能會克服基因的任何貢獻。
佈雷納德說，這一發現提高了人類基因研究未能解釋個體經驗差異的可能性，這可能會對複雜行為的遺傳因素產生誤導。研究人員現在希望用孟加拉雀作為一種模型，來探索基因和經驗如何在大腦中相互作用，從而影響像鳥鳴這樣的複雜行為。“在大腦中，父親的基因和早年的生活經歷是如何爭奪對歌曲節奏的控制的?”“大都會問道。“這是下一個令人興奮的問題。
結果也表明一個更廣泛的機會了解豐富的早期經驗的特定特性,可以覆蓋遺傳傾向,佈雷納德說:“這是遙遠的未來,當然,但它突出了早期的潛在行為干預來幫助減輕負遺傳性狀,如精神疾病的傾向。
知識：科學無國界，博科園-科學科普
參考：國家科學院學報
內容：“博科園”判定符合今主流科學
來自：舊金山加利福尼亞大學
編譯：雙螺旋
審校：博科園
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傳播：博科園
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