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基因表达模式将草原田鼠与其他一夫一妻制物种结合起来，包括某些青蛙、鱼和鸟类。

在动物世界里，一夫一妻制有一些明显的好处。成对生活可以让动物在繁衍后代和保护后代的持续斗争中获得一定的稳定性和确定性——这可能就是为什么在不同物种中独立进化的原因。现在，一项对青蛙、啮齿动物、鱼类和鸟类大脑内基因活动的分析表明，一夫一妻制生物可能有一种共同的模式。尽管大脑结构和进化史各不相同，但这些动物似乎都是通过开启或关闭一些相同的基因而形成一夫一妻制的。

哈佛大学进化生物学家霍克斯特拉(Hopi Hoekstra)说:“这相当令人吃惊。”霍克斯特拉没有参与这项新研究。“这表明，进化过程中反复利用了一种基因组策略来实现一夫一妻制。”

进化生物学家已经提出了所谓的社会一夫一妻制的各种好处，其中配偶至少在一个繁殖季节配对，以照顾他们的后代并保卫他们的领土。例如，当潜在配偶稀缺或广泛分散时，形成单对键可以确保它们能够继续繁殖。

德克萨斯大学奥斯汀分校的神经学家汉斯·霍夫曼和进化生物学家丽贝卡·杨想要探索，当一个非一夫一妻制的物种进化成一夫一妻制时，大脑中的基因调控可能发生了怎样的变化。例如，一组复杂的基因可能存在于非一夫一妻制的动物体内，这些基因构成了一个物种容忍另一成员存在的能力的基础，但它们可能以不同的方式被激活，从而延长一夫一妻制动物之间的伙伴关系。

霍夫曼说，在新的实验中，“我们想大胆一点，也许有点疯狂”。他和他的同事们并没有在一夫一妻制的两个分支的近亲物种之间做一个相对直接的基因比较，而是想在各种各样的物种——青蛙、老鼠、田鼠、鸟类和鱼类——中寻找与雄性一夫一妻制相关的基因活动特征。在每一组中，他们选择了两种，一种一夫一妻制，一种非一夫一妻制。

收集这些动物的大脑需要一个国际团队和多年的努力。在罗马尼亚，敌对的地方当局和一个复杂的许可系统使这个小组在试图捕捉两种本地鸣禽时遇到了困难。霍夫曼戴上水下呼吸器，跳入非洲坦噶尼喀湖，将一指长的刺盖鱼捉入渔网。他说，在摇摇晃晃的船上小心翼翼地给他们洗脑是一种挣扎。

回到实验室后，研究人员根据所有10个物种序列的相似性，对大致相似的基因进行分组。对于每一个跨物种的基因组，他们根据大脑中有多少细胞将DNA的蛋白质生成指令转录成RNA链来测量其活性。

在一夫一妻制的动物中，出现了一种模式。研究人员发现，与非一夫一妻制物种相比，这些生物体内的某些基因更有可能被“激活”或“关闭”。他们排除了这些一夫一妻制动物可能有相似基因表达模式的其他原因，包括相似的环境或密切的进化关系。

研究人员今天在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)网络版上发表报告称，在一夫一妻制物种中，活跃度较高的基因包括参与神经发育、细胞间信号传递、学习和记忆的基因。他们推测，使大脑更适应环境——以及更好的记忆能力——的基因也可能帮助动物识别配偶，并发现他们的存在是有益的。

俄勒冈健康与科学大学(Oregon Health & Science University)的行为神经学家克劳迪奥·梅洛(Claudio Mello)说，大脑发育和功能相关的基因是一夫一妻制等复杂行为的基础，这是有道理的。但由于研究人员没有解剖出特定的大脑区域，也没有独立分析它们的RNA生成，因此他们无法描述那些对生殖行为至关重要的区域中基因表达的精细调整模式。“在我看来，这些基因本身不太可能‘解释’这种行为，”他说。

伊利诺伊大学厄巴纳分校(University of Illinois in Urbana)的发育遗传学家丽莎斯塔布斯(Lisa Stubbs)补充道:“他们有任何共同基因的事实很有趣。”“这是一个极好的数据集，也是一个专家的分析，”她说，“(但)作者实际上并没有发现许多关于一夫一妻制的重要生物学见解。”

这项研究确实发现了一个奇怪的例外。在大多数一夫一妻制物种中表达减少的一些基因在其中一个物种中表达增加——毒镖蛙Ranitomeya的模仿者。杨指出，在这个物种的进化史上，父亲在合作育儿方式进化之前就已经照顾孩子了。因此，在研究中，这些青蛙的进化起点可能与其他动物不同，后来它们利用不同的基因变成了一夫一妻制。

霍克斯特拉研究了小鼠一夫一妻制的遗传学，他看到了“许多令人兴奋的下一步”。“在这项研究发现的基因表达中，DNA的其他区域也有可能发生突变。”但是要证明任何特定的基因序列和一夫一妻制行为之间的因果关系还需要更多的工作。

人们也经常选择一夫一妻制，尽管是出于一系列复杂的社会和文化原因。那么，我们是否拥有一夫一妻制鸟类、鱼类和青蛙共同的基因活性特征呢?霍夫曼说:“我们不知道这一点，但我们肯定会推测，这种基因表达模式……也可能出现在人类身上。”

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