慈鲷的好奇心促进了生物多样性:探索行为如何帮助生态适应

Cichlid fishes exhibit differing degrees of curiosity. The cause for this lies in their genes, as reported by researchers from the University of Basel in the journal Science. This trait influences the cichlids' ability to adapt to new habitats.

慈鲷表现出不同程度的好奇心。巴塞尔大学的研究人员在《科学》杂志上报道称,造成这种情况的原因在于它们的基因。这种特性会影响慈鲷适应新栖息地的能力

探索行为是动物的基本性格特征之一,这些特征会影响它们的生存概率等。例如,与更谨慎的同种动物相比,好奇的个体可以栖息在栖息地的不同区域。然而,与此同时,它们使自己面临更大的被发现和吃掉的风险

探索行为是进化的一个因素

非洲坦噶尼喀湖的慈鲷在形状、饮食、栖息地和颜色方面表现出非凡的多样性。这使它们能够栖息在各种生态位中,从而减少彼此之间的竞争。长期以来,研究人员一直怀疑好奇心也是新物种形成和生物多样性形成的驱动因素

现在,巴塞尔大学Walter Salzburg教授领导的一个研究小组以坦噶尼喀湖极其多样化的慈鲷为例,研究了行为差异在适应不同生态位中的作用

在总共九个月的时间里,第一作者Carolin Sommer Trembo博士在赞比亚坦噶尼喀湖南岸记录了57种不同慈鲷的“探索行为”。为此,动物学家以大型实验池塘的形式录制了湖中捕获的约700种慈鲷在新环境中的行为视频。然后她把这些动物放归野外

回到巴塞尔,Sommer Trembo使用这些视频来确定每条鱼在15分钟内探索了实验池塘的哪些区域。这位进化生物学家说:“总的来说,在慈鲷物种之间观察到了探索行为的巨大差异,这些差异也在实验室条件下得到了证实。”

对数据的详细分析显示,探索行为与相应慈鲷物种的栖息地和体型之间存在着强烈的相关性。例如,生活在海岸附近、体型庞大的物种比生活在开阔水域的细长物种更好奇

Sommer Trembo说:“这使人们重新关注动物行为,将其作为关键进化过程背后的驱动力。”

特定的突变使鱼更好奇

为了研究观察到的慈鲷类行为差异的遗传基础,研究团队与伯尔尼大学的Milan Malinsky博士合作开发了一种分析现有基因组的新方法,使他们能够比较不同物种的数据

使用他们的新方法,研究人员在慈鲷的基因组中发现了一种基因变体,该变体与探索行为表现出近乎完美的相关性:DNA中这个特定位置带有“T”的物种很好奇,而带有“C”的物种则不太具探索性

当研究人员使用“基因剪刀”CRISPR-Cas9在基因组的相应区域诱导靶向突变时,鱼的探索行为发生了变化——他们变得更加好奇。此外,该团队能够使用人工智能和有关基因变异、身体结构和栖息地的信息来预测慈鲷物种的探索行为,而这些物种最初没有经过探索行为的检查

对人类行为的影响

研究人员发现的基因变体位于基因cacng5b的附近,该基因显示大脑中有活动。这是在其他脊椎动物中也发现的一种基因的“鱼腥味”版本。例如,人类变体与精神分裂症和双相情感障碍等精神疾病有关,而这些疾病又可能与人格障碍有关

Sommer Trembo说:“我们感兴趣的是性格特征如何影响动物王国的生物多样性机制。”。“但谁知道呢:最终,我们可能也会学到一些关于我们自己人格基础的东西。”