◆鹿白足鼠是東南白足鼠的近親,但牠們只由母親照顧幼鼠。 網上圖片
◆東南白足鼠會與伴侶一同生活,共同照顧幼兒,牠們的腎上腺差不多比鹿白足鼠的腎上腺大9倍。 網上圖片
◆狐獴是一種小型哺乳動物,牠們也會照顧族群中其他雌性的幼兒。 網上圖片

為什麼有些鼠類會父母親一起照顧幼兒,但有些鼠類卻會把育兒的工作只留給母親去負責?不同鼠類不同的育兒行為,背後是否有相關的生理機制在主宰着?今次就和大家分享一下這個課題。

激素怎樣影響動物行為?

一個物種如何演化出牠們獨特的行為?探究基因如何影響生物的特徵、行為,一直是生物學的一大目標。特別是確立動物行為和基因之間的關係,似乎尤其困難:科學家們需要找出腦部控制特定行為的機制,再發掘相關的基因怎樣、何時影響這個機制。近日就有研究闡述,腎上腺的演化,控制了一些鼠類不同的育兒行為,反而不是由腦部的改變主導。

在哺乳類動物中,雌性的育兒行為一般由荷爾蒙的改變主導,再加上遇上幼崽的聲音和影像,就會驅使雌性照顧幼崽。至於雄性哺乳類動物,卻只有5%左右會照顧幼崽,有一些雄性,甚至不會和妻兒共同生活。為什麼這5%的雄性哺乳類動物會有不同的表現呢?

東南白足鼠(學名Peromyscus polionotus)奉行一夫一妻制,會與伴侶一同生活,共同照顧幼崽;牠們的近親東部鹿鼠(學名Peromyscus Maniculatus),卻和我們在實驗室常見的家鼠一樣,只由母親照顧幼鼠。研究人員發現,激素分泌比例方面,東南白足鼠的腎上腺比其他鼠類的大,腎上腺位於腎臟之上,會分泌出腎上腺素,當中可以分泌類固醇的部分,如果與鼠類的體型作參考,那麼東南白足鼠的腎上腺差不多比東部鹿鼠的腎上腺大9倍。

研究人員也分析了各種基因的活躍程度,發現Akr1c18這個基因在東南白足鼠身上,竟然比在東部鹿鼠身上活躍超過三千倍!Akr1c18這個基因驅使身體製造特定的酵素,這種酵素也存在於不少動物的卵巢之中,主要將孕酮這種荷爾蒙轉化成20α-OHP這種化學分子。這意味着,與東部鹿鼠比,不管在血液裏還是腎上腺中,東南白足鼠都有更多的20α-OHP。這看來是東南白足鼠演化出來的特徵。

那麼,鼠類照顧幼兒的行為具體如何受20α-OHP影響?研究顯示,有經驗的東南白足鼠照顧幼鼠的行為,一劑20α-OHP就能進一步改善,哪怕面對的是牠們不熟悉的幼鼠。那麼沒有經驗、沒有伴侶的東部鹿鼠呢?在實驗中接受過20α-OHP注射的東部鹿鼠,有17%會幫忙把幼鼠帶回巢穴,縱然東部鹿鼠本身沒有這樣的習慣(實驗中沒有接受過20α-OHP注射的東部鹿鼠都沒有把幼兒帶回巢穴的舉動)。

由此可見,20α-OHP真的有促使鼠類照顧幼鼠的效應。

現今的基因技術容許我們分析,在鼠類的腎上腺中,Akr1c18這個基因更常在哪些細胞中顯現,研究人員在東南白足鼠的腎上腺中發現了一層之前沒有發現的細胞,而Akr1c18在這層細胞中顯現得特別多,且這層細胞只在東南白足鼠這些會照顧幼兒的鼠類中出現。

小結

Akr1c18這種基因使得鼠類分泌更多荷爾蒙,從而主動照顧幼崽。不過我們還有不完全理解的地方:20α-OHP的效果,主要影響腦中的哪些神經元?鼠類的性別和育兒經驗,又如何改變20α-OHP的效能?幼兒在附近出現,怎樣影響鼠類父母的反應?希望經由回答這些問題,我們可以在未來對動物的行為和基因有更深刻的了解。

◆杜子航 教育工作者

早年學習理工科目,一直致力推動科學教育與科普工作,近年開始關注電腦發展對社會的影響。