本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
当我们大多数人听到树林中鸟儿吱吱喳喳叫的时候,我们把它当作背景噪音。通常很难将一只鸟与另一只鸟区分开来。但是,当你能够分辨时,你就会开始听到鸟鸣是多么复杂,这是一种雄性向雌性发出的复杂信号,表明它们是最好的,而且它们是雌性显然应该选择的那只。你会听到高低起伏、颤音和重复的主题。
我们过去认为鸟鸣是相对简单的基因与环境相互作用。歌声洪亮的雄性会得到最好的雌性,然后也是获得最好的食物的问题,然后健康的鸟教会它的后代唱歌,健康的后代继续展示最好的歌声。因此,歌声是鸟类健康状况的“诚实信号”,它有良好的基因和良好的食物,并且准备好交配,宝贝!
但是,其中有多少是真正的训练,又有多少是遗传的呢?为了找出答案,我们转向可能是最可爱的研究对象……斑胸草雀。
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(看看那些脸颊!而且它真肥胖!!!太可爱了。来源)
Woodgate 等人。“斑胸草雀大脑和歌曲结构的环境和遗传控制”《进化》,2013年。
为了研究基因和环境在歌曲学习中的关系,作者转向了斑胸草雀。许多其他研究也考察了斑胸草雀以及它如何学习歌曲,以及环境压力(比如食物不足)如何改变歌曲的呈现方式。但是这些实验通常繁殖鸟类并观察环境……他们没有观察老师。父亲鸟,他们“教”他们的后代唱歌。
这些作者做了一个“部分交叉寄养”设计,他们将一些鸟“寄养”给其他父亲,同时将一些鸟留在原来的父亲身边。你可以通过将卵移动到其他巢穴来做到这一点,拉动开关让鸟类永远不会意识到它们有“杜鹃”,然后仔细跟踪到底是谁是谁。他们让亲代抚养和寄养的两组鸟都暴露在环境压力下,与其他组相比,给它们较少的食物(但仍然足够生存)。然后他们观察了后代:它们的体重是多少?它们唱歌多少以及如何唱歌?它们的大脑是什么样的?所有这些与它们的父母相比如何?
你可以在这里清楚地看到,每件事有多少是由基因(黑色)、环境(白色)和基因加压力(灰色)决定的,从体重(最左边,主要是遗传)到鸟鸣的不同方面(图表的右侧,你可以看到条形主要是白色的)。
他们能够表明的是,体重?这主要是遗传的?大脑质量?这是基因和环境压力(无论它们是否受到食物限制)的结合。但是歌曲呢?与最初认为的主要是遗传相反,事实证明,歌曲更多地与谁抚养你有关,影响歌曲的峰值频率、歌曲中的音节数、每个歌曲乐句的长度以及独特音节的比例(它们是否一遍又一遍地重复某些音符,或者有更广泛的范围)。唯一具有更多基因输入的是鸟类最终唱歌的最大频率。对于其他一切,这都取决于谁教你唱歌。
但是当你进入大脑内部时,情况变得更加复杂。斑胸草雀的大脑中有与歌曲相关的特定区域,即高级发声中心 (HVC) 和弓状苍白球的强大核 (RA)。 HVC 的体积是基因和环境压力的结合,但 RA 的大小与鸟类最终实际唱歌的方式更相关,更多地来自谁训练鸟类唱歌,而不是遗传或压力。
这是一个令人震惊的例子,说明动物世界的行为在多大程度上可能是训练和动物所处环境的产物。我们通常认为动物比我们更“硬连线”,更受其基因和环境结果的限制,而社会方面作用相对较小。看到鸟鸣这种重要的东西具有如此重要的社会作用是非常引人注目的,毕竟,鸟鸣决定了你是否足够性感,能够将这些基因传递下去!
所以,下次当你从鸟类中挑选出一首复杂的歌曲时,不要问“你爸爸是谁”,而是问“是谁把你培养成这样唱歌的?”