研究人员发现鸣鸟唱特定物种的歌曲

根据日本北海道大学和田和宏在11月12日发表在开放存取期刊《PLOS Biology》上的一项研究，在鸣禽中产生特定物种的歌唱与大脑区域中称为歌曲核的特定基因活动模式有关。和同事。这组作者说，这些发现可能是迈向更好地了解多个基因对行为进化的贡献的有希望的一步。

以每种物种的特有方式限制了对诸如鸟鸣和人类语音之类的最复杂的运动技能的学习，但是对于物种特定的学习行为的潜在机制仍然知之甚少。鸣禽通过学习来获取特定物种的歌曲，这也被认为取决于歌曲核中的特定物种基因活动模式-已知专门用于声音学习和生产的大脑区域。

在这项新研究中，Wada及其同事使用了两种密切相关的鸣禽物种-斑雀雀(Taeniopygia guttata)和猫头鹰雀(Taeniopygia bichenovii)-以及这两种物种交配的杂交后代。这使他们能够检查基因表达中物种间差异与物种特异性歌曲模式产生之间的关系。

研究人员比较了曾教过相同物种歌曲的鸟儿歌和只听过另一物种歌曲的鸟儿歌;这表明歌曲学习主要受物种特异性遗传差异的调节。然后，他们通过基因自身调节区域的变化(“顺式调控”)或影响基因活性的其他蛋白质的变化(“反式”规”)。

他们发现反式调节变化比顺式调节变化更为普遍，并且倾向于主要影响参与神经连接形成的基因的活性以及在一个特定的歌核“ RA”中神经元之间的信息传递。鸟类与哺乳动物喉运动皮层相对的鸟类。

他们确定了一种称为BDNF的信号分子，作为RA中基因反式调控的媒介，在BDNF数量的个体变化与物种特异性歌曲特性之间存在显着相关性。事实证明，使用药物过度激活BDNF受体会改变RA中反式调节基因的活性，并破坏成年斑马雀的学歌结构。

这些结果表明基因调控与物种特异性学习行为之间的种间差异之间的功能性神经遗传学关联。这组作者说，基于这些发现的未来研究可能会揭示特定基因调控的变化，这些变化是物种特异性学习行为进化的基础。

第一作者和田和宏说：“我们相信这不只是鸟儿的歌。”“我们的研究是了解基因调控的变化如何最终导致特定物种的动物行为进化的有希望的一步。”

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