是什么让一个物种成双成对，而密切相关的物种的成员却玩弄感情？答案可能在于它们的基因。
德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员对诸如一夫一妻制等复杂特征如何在进化过程中产生感兴趣。“我们选择使用一夫一妻制交配系统来研究这个问题，因为在所有不同的脊椎动物进化分支中都可以找到具有一夫一妻制交配系统的动物，”研究负责人、研究助理兼进化生物学家丽贝卡·杨说。“而且我们能够在每个谱系中找到独立进化出单配制的物种。” 这些物种的样本为研究人员提供了行为的进化鸟瞰图。
“我们很早就决定，我们不仅仅想研究特定的动物群体，例如小鼠或鱼类，或者特定的鸟类群体，并在那里比较一夫一妻制或非一夫一妻制，”杨的同事、综合生物学教授汉斯·霍夫曼说。“相反，我们对脊椎动物进行了非常广泛的观察——跨越 4.5 亿年的进化——那时鱼类、鸟类、青蛙和我们共享了最后的共同祖先。”
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研究人员选择了五对物种，他们观察是否可以发现一种特征基因活动模式，该模式仅在单配制动物中共享。他们发现了一组 42 个基因，这些基因在大脑中的活动与一夫一妻制密切相关——包括参与神经发育、学习和记忆以及认知的基因。研究结果发表在 2019 年 1 月 22 日出版的《美国国家科学院院刊》上。
“这令人惊讶，因为这些物种是独立进化出了一夫一妻制，”杨说。“而且它们彼此分离了数亿年。因此，我们可能会认为，由于这种进化距离，大脑中的基因表达会非常不同。但事实上，我们发现了这种似乎与生物体的交配系统相关的共享特征。”
现在，这些基因可能并没有建立全新的行为模式。它们可能只是建立在所有物种共享的潜在机制之上，例如配对结合。“要形成配对关系，一个人必须容忍另一个人很长时间，”杨说。
然而，即使是最不宽容的物种的成员也必须互相容忍——至少在交配所需的时间内。以鼩鼱为例。“鼩鼱每年互相容忍大约一天，”杨说。“因此，这些机制已经存在于非常具有攻击性的物种中。但它们只是在短时间内发生。” 单配制动物中可能发生的情况是，这些存在于许多不同类型交配系统中的保守通路会得到修饰或变得更加复杂。
原则上，杨和霍夫曼及其合作者可以将研究扩展到人类——也许通过将我们的大脑神经基因表达模式与黑猩猩的模式进行比较。但考虑到我们如此多的求偶行为简直是荒谬至极，这种评估可能是不公平的。