天擇不是動物進化的唯一方式

皮毛上的白色斑點、鬆軟的耳朵和捲曲的尾巴都是常見的家畜特徵,不過卻有一組研究人員提出了一個理論,解釋為什麼這些特徵常常與動物的馴服行為相關聯,他們的觀點暴露了天擇在某些類型變化上的局限性。

這種特徵被稱為「馴養綜合症」,這是在早期胚胎中出現的一類名為神經嵴細胞(NCC)的乾細胞的幫助下發展起來的。神經嵴細胞(neural crest cell,NCC)產生於胚胎發育早期,在神經管形成過程中,在胚胎背部的神經板從中間逐漸向內折疊,形成神經溝,隨著神經溝融合形成神經管,NCC由褶皺的尖端分離出來。NCC沿著特定的通路遷移至特定的區域,並在這些區域增殖、分化成不同類型的細胞:神經細胞、膠質細胞、黑色素細胞、結締組織、真皮組織、肌腱以及硬組織,如軟骨、骨和牙本質,NCC會在身體各處遷移,產生許多不同類型的細胞的前體,如神經內分泌細胞和腸道神經元。

神經嵴細胞會改變基因

2014年,德國柏林洪堡大學(Humboldt University)的理論生物學家亞當·威爾金斯(Adam Wilkins)和兩名同事在《遺傳學》(Genetics)雜誌上發表了一篇文章,他們回顧了科學文獻,認為許多哺乳動物的馴養形式中發現的共同特徵,是由負責神經嵴細胞的基因網絡輕微突變所引起的,這些突變影響了神經嵴細胞的數量和功能,改變了它們的組織,結果就變成家畜動物普遍的常見特徵。威爾金斯說:「我們提出了一個強而有力的環境案例,證明神經嵴細胞與家畜動物的某些特徵有關。」

在《進化與發展》雜誌的新觀點中,威爾金斯提出了一個理論,解釋了為什麼神經嵴細胞的突變不僅會導致身體特徵也會導致行為特徵——即馴服,也就是馴化的核心行為。神經嵴細胞會產生激素,如腎上腺,腎上腺會控制動物的戰鬥或逃跑反應。

威爾金斯發現神經嵴細胞的突變會使腎上腺不那麼敏感,也不容易在動物身上引發牠們的驚嚇反應。威爾金斯認為,由於動物下丘腦不那麼敏感而導致牠們的激素變化,進而改變胚胎或胎兒的發育,並產生與馴化有關的其他特徵。

被人類馴養的動物腎上腺會更小

一些數據顯示,被人類馴養的狐狸和老鼠的腎上腺會更小,但研究人員需要更廣泛的數據,以瞭解是不是牠們涉及過恐懼和攻擊的大腦轉變過程,以及這些過程在馴養動物和野生動物之間有何不同。

儘管如此,研究人員相信這個理論的確豐富了關於進化各個方面的爭議,研究人員表示:「這為動物性狀是如何通過環境發展開闢新的思路提供了不同的見解,天擇不是動物進化的唯一過程,更不是唯一的方式。」

圖片來源:Shutterstock/Eric Isselee

資料來源:Natasha Gilbert(2021,n October 11).Common features of domestic animals suggest caveats to evolutionary theory. Pnas

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