撰文 | 七君
(资料图)
闻到陌生雄性气味,宝宝不保。还有这种事?这个神奇的现象不仅揭示了气味对哺乳动物的重要作用,还披露了背后的黑暗演化法则。
你可能不知道,陆地哺乳动物的许多行为受到一个小小坑的支配。
猫的犁鼻器(红箭头)(图片来源:网络)
这个小小坑,就在它们的口腔里。它叫做犁鼻器(Vomeronasal Organ)。研究者们早就发现,犁鼻器和闻味道的嗅球相连,最终接入大脑的边缘系统,影响动物的繁殖和社交行为。
实际上,阿猫阿狗张嘴露出“惊讶”的表情时,就是在用犁鼻器采集环境中的气味分子。
这不是惊讶,而是猫猫犁鼻器启动中(图片来源:网络)
但是今天我们要介绍一个关于犁鼻器的冷知识:闻一闻陌生雄性动物的气味会导致肚中宝宝流产。
这个奇怪的现象叫做布鲁斯效应(the Bruce effect)。
布鲁斯效应最早是英国国立医学研究所(National Institute for Medical Research)的研究者 Hilda Bruce 在1959年发现的。
她注意到,如果在母小鼠的怀孕早期,也就是怀孕第三天左右(小鼠孕期为21天),给它闻一闻孩子生父以外的公鼠气味,那么它大概率会流产。
布鲁斯效应(图片来源:(DOI)10.2108/zsj.20.687.full)
以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的神经生物学家 Noam Sobel 指出,布鲁斯效应的发生率为80%,在生物学上这个数字的意义几乎等同于100%。
布鲁斯效应发生时甚至不需要公老鼠亲自出“鼠”,只要给母鼠闻陌生公鼠巢穴的气味就足以引发流产了。
有趣的是,布鲁斯效应只适用于具有繁殖能力的公鼠。如果怀孕的母鼠遇到阉割过的公鼠或者还没有性成熟的小公鼠则不会流产。而如果摘除母鼠的犁鼻器,它们也不会流产。
可是,布鲁斯效应是如何发生的呢?
对于布鲁斯效应的主流解释叫做 Negative Template Hypothesis (消极模版假说)。这个假说认为,在交配时,犁鼻器内对孩子生物学父亲有反应的神经元活动被降低了,而这些被抑制的神经元具有“保胎”作用。
因此,亲爹的气味不会引发妈妈的流产激素反应。反之,要是缺失亲爸爸的味道,那么妈妈就会自动流产。
可是,为什么会有布鲁斯效应呢?考虑到怀孕所消耗的能量以及时间成本,仅仅凭借气味就选择流产这样的事是很难理解的。
对此研究者们提出,布鲁斯效应是在演化过程中雌性和雄性之间博弈的结果。
(图片来源:pixabay)
对于雄性来说,布鲁斯效应的好处是去除“上一届”竞争者的基因,这一点很好理解。
不过对于雄性来说,要判断孩子是不是自己的很困难,因此在自然界里,雄性和雌性相好前一般会采取“幼儿格式化”的操作——杀婴。
一些动物还会在相好后的一段时间里杀婴。
比如公小鼠在交配后的3周里会杀掉雌性产下的任意北鼻,因为这些北鼻有可能是其他雄性的崽。这是因为母鼠的妊娠期刚好是3周,所以这3周里出生的孩子大概率不是自己的。
更惊人的是,在“幼儿格式化”完成后的2个月里,公小鼠才会积极育儿,因为这“第二茬”可以基本确定是它的崽,而2个月恰好是幼鼠发育成熟所需的时间。
而对于雌性来说,如果陌生异性会杀婴,那么提前结束妊娠就能避免对肯定亏本的“买卖”进行巨大的持续投资,也就是起到了“及时止损”的效果。
(图片来源:网络)
不过在胚胎着床后,母亲主动流产的成本就很高了。因此当母小鼠怀孕周数大了后,就不再会发生布鲁斯效应。
显然,布鲁斯效应的发生有严格条件。比如,只有在雌性能记住交配对象、有杀婴现象,而且不是一夫一妻的动物中才会产生布鲁斯效应。
换言之,布鲁斯效应只会发生在比较“聪明”,而且比较“社会”的动物身上。
看到这里你可能会感觉奇怪,小鼠(Mus musculus)这种啮齿动物也“配”有布鲁斯效应吗?
(图片来源:水印)
小鼠其实就是这样聪明而“社会”的复杂生物。和我们的认知不同,小鼠其实是一种具有严格社会等级的物种。
比如,小鼠就有啄序(pecking order),也就是社会等级的高低顺序,而它们也是靠气味标记来记录社会等级的。
因此小鼠实验室养殖手册常常会告诉实验“猿”:在实验室里,要是饲养员不小心把养殖笼里原本的气味擦除,那么同笼的小鼠们必有一战。这是因为擦除气味就等同于社会等级一夜消失,那么小鼠就会通过打架的输赢重新确立啄序。
此外,小鼠还有理毛(barbering)的习性。理毛就是地位高的小鼠给地位低的小鼠“剃头”:咬掉地位低的小鼠触须和皮毛。这也被称为“the Dalila effect”(大丽花效应)。因此在一窝小鼠中,地位最高的往往是胡子最长、毛最整齐光溜的那只。
(图片来源:网络)
不仅是小鼠,研究者还在各种各样的啮齿动物、奇蹄目动物,以及一些猫科动物上观察到了布鲁斯效应。
等一下,聪明、不是一夫一妻、会杀婴,又有等级观念,这很容易让人联想到灵长目动物。
在某些灵长目动物身上,研究者们确实观察到了一些类似于布鲁斯效应的现象。
实际上雄性头目在实现权利更替后,雌性的怀孕延迟现象(Delayed pregnancies)就常常被认为是灵长目动物版本的布鲁斯效应。
打个比方,大橘驾崩新皇即位后,嬛嬛和其他后妃们几个月不能受孕,这不仅是对新皇的尊重,也是向布鲁斯效应的致敬。
(图片来源:网络)
比如,2012年发表在Science上的一项研究发现,野生狮尾狒(Theropithecus gelada)种群在经历了雄性权利更迭时,政权稳定种群中怀孕雌性的活产率高于政权不稳定种群中的怀孕雌性。
换言之,如果雌性野生狮尾狒发现“皇上”总是换人,那么它们就不容易生下孩子。
雄性野生狮尾狒(Theropithecus gelada)(图片来源:wikimedia)
那么,智人也会有布鲁斯效应吗?
Sobel 说,许多研究者认为人类的犁鼻器已经退化了,但是这种看法仅仅基于两篇对尸体的解剖研究。简单来说,这两项研究发现,人类尸体的犁鼻器和大脑之间没有神经相连。
他认为,这类研究有一大问题,那就是在解剖尸体时是用染色技术标记神经纤维的,但是对人尸体神经元的染色很复杂,有时不太准确,因此他和研究伙伴一直对人类犁鼻器退化这一观点存疑。
他认为,人类也存在布鲁斯效应。他的猜测根据之一就是,人类女性的自然流产率其实很高。
(图片来源:wikimedia)
有多高呢?
2006年发表在《柳叶刀》(The Lancet)上的一项研究指出,在人类所有的妊娠中,至少50%流产了,有时甚至连母亲自己也不知道,而其中只有一小部分是能被科学解释的。
基于这个现象,Sobel的团队研究了30对不明原因的复发性妊娠丢失(uRPL)的夫妇,也就是至少连续两次自然流产的夫妻。这些夫妻做了各种检查,比如测试了夫妇的遗传兼容性,但是始终找不到习惯性流产的原因。
他测试了这些女性区分配偶和其他男性体味的能力,有了惊人发现:普通女性无法区分配偶和其他男性的体味,区分能力接近随机选择;但是反复流产的女性判断不同男性体味的正确率是普通女性的2倍,超过随机猜测。
(图片来源:wikimedia)
换言之,经历不明原因反复流产的女性能区分自己老公和其他男人的味道。但是在其他气味方面,她们的嗅觉和普通女性无异。
他们还用功能磁共振成像(fMRI)检测了她们的脑活动。结果发现,这些习惯性流产的女性在闻到陌生男性体味时,她们下丘脑的活动比普通女性更强。
丘脑(图片来源:wikimedia)
他们的这项研究于2020年发表在 Elife 上。
不过,这些结果仅仅能建立气味和人类习惯性流产之间的相关性,并不能确凿证明两者之间的因果关系。但这些初期成果已经让他们颇为振奋了,因为只有拿到了这些初期结果,他的团队才能说服伦理审查委员会,从而进行能建立因果关系的更复杂的实验。
话说回来,如果人类也被证明存在布鲁斯效应,那不仅会改写教科书,还将给无数渴望孩子的夫妇带来光明。
谁能想到,这个“黑暗”的演化现象或许还能为人类的繁衍造福呢。
这是一个争“爸”气的魔法攻击。
封面来源:wikimedia
参考资料:
https://docs.qq.com/doc/DVGJiYWZBTnBkcEl1
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