本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
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在整个动物王国中,同一物种个体之间发生攻击性冲突时,失败者变得不那么具有攻击性,而胜利者变得更具攻击性。反过来,胜利者更有可能赢得随后的战斗,即使是面对新的对手。
为什么会发生这种情况?最近的一系列证据(基于对鱼类和小鼠的研究)表明,社会冲突会导致睾酮水平升高,进而导致竞争行为和攻击性。这个假设的问题在于,胜者效应在无脊椎动物以及具有非常不同的生理系统的脊椎动物中都已被观察到。除了睾酮之外的其他物质可能对胜者效应负责。
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为了调查胜者效应导致攻击性增强的来源,研究人员简·里里奇和保罗·安东尼·史蒂文森组织了地中海田野蟋蟀 (Gryllus bimaculatus) 的“锦标赛”。他们进行了一系列战斗,战斗之间有五分钟或二十分钟的休息时间。
一般模式是这样的:首先,允许两只没有战斗经验、体重匹配的成年雄性蟋蟀进行战斗。这些战斗的获胜者被配对进行第二轮战斗,第二轮的获胜者参加第三轮。除了测量每场战斗持续的时间(以秒为单位)外,研究人员还使用从零(躲避)到六(全面摔跤)的等级来衡量遭遇的攻击性。
当战斗间隔时间限制为五分钟时,他们发现第三轮战斗持续时间(11 秒)比第二轮战斗(8 秒)长,而第二轮战斗又比第一轮战斗(6 秒)长。此外,平均而言,第三轮战斗升级到比第一轮和第二轮战斗更高的攻击性水平。
然而,特别有趣的是,当战斗间隔时间延长到二十分钟时,这些效应消失了。换句话说,当战斗之间有更长的等待时间时,“胜者效应”不再成立。
不仅如此,虽然对于二十分钟条件下的蟋蟀来说,第三轮战斗与第一轮和第二轮战斗没有显着差异,但条件之间存在显着差异:二十分钟条件下的第三轮战斗明显比五分钟条件下的第三轮战斗更短,攻击性更低。
在这一点上,您可能会问,观察到的效应是否可能是战斗本身的结果,而不是赢得这些战斗的结果。研究人员也想到了同样的问题,因此他们进行了另外两个实验。在第一个实验中,锦标赛的进行方式是蟋蟀会战斗,但在出现明显胜者之前战斗就被打断了。换句话说,这是没有获胜的战斗。在第二个实验中,锦标赛的进行方式是将没有战斗经验的蟋蟀与之前的失败者配对,因为失败者更有可能退缩并放弃比赛。换句话说,这是没有战斗的胜利。在比较结果时,研究人员发现,没有战斗的胜利维持了先前观察到的胜者效应,而没有获胜的战斗则没有(更具体地说,虽然它确实导致战斗持续时间更长,但攻击性并没有增加)。这意味着获胜是胜者效应的关键,而不仅仅是攻击性行为。在没有胜利的情况下,攻击性不会产生攻击性。
现在他们已经确定胜者效应仅在战斗间隔时间短时成立,并且胜者效应是获胜而不是战斗本身的结果,下一步是确定其生理基础。他们进行了另一轮锦标赛,所有锦标赛都包括五分钟的战斗间休息时间。然而,这一次,他们用四种类型的神经化学物质(或安慰剂,用于对照组)中的一种处理了蟋蟀,每种神经化学物质都已知会阻断昆虫神经系统中某些类型的受体。
正如预期的那样,对照组显示出与第一个实验中看到的相同的胜者效应。此外,蟋蟀服用的四种神经化学物质中的三种对蟋蟀的攻击性没有影响。对于所有三种治疗,胜者效应都得以维持。第四种神经化学物质依匹斯汀,它阻断了章鱼胺的作用,确实产生了影响:不仅胜者效应被消除,而且在比较第三轮战斗和对照组的第三轮战斗时,它们的攻击性更低,持续时间更短。
总而言之,这些结果显示了两个重要的方面。
首先,在早期战斗获胜后观察到的攻击性增加是短暂的:胜者效应在战斗间隔时间为五分钟时可见,但在二十分钟间隔时间时则不可见。
其次,这些实验表明,胜者效应是由一种名为章鱼胺的神经化学物质驱动的,它是无脊椎动物版本的去甲肾上腺素,是肾上腺素系统的一部分。
这只剩下一个问题:为什么这些研究人员首先选择研究蟋蟀的攻击性?简而言之,奖励和动机等概念可能非常复杂。因此,研究人员认为,如果我们希望了解“奖励和动机等概念如何在神经系统中编码”,那么使用“据推测是非意识动物”是有道理的。
毕竟,在简单的神经系统中研究复杂的心理过程有着悠久的历史。例如,我们对记忆的分子基础的许多了解都来自于对海兔加州海兔 (Aplysia californica) 的研究。
为此,昆虫似乎是研究这种与奖励相关的过度攻击性的理想生物。
参考文献
Rillich, J., & Stevenson, P. (2011). Winning Fights Induces Hyperaggression via the Action of the Biogenic Amine Octopamine in Crickets PLoS ONE, 6 (12) DOI: 10.1371/journal.pone.0028891
蟋蟀照片来源:Flickr/kevincollins123