作者:Mylene Mariette 来源:TEE 发布时间:2021/5/28 18:11:01
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胚胎用“听”为进入外部世界做准备

 

众所周知,爬行动物依赖温度决定卵中幼崽的性别。现在,研究人员在5月26日出版的Cell Press细胞出版社旗下期刊Trends in Ecology & Evolution 上写道,许多不同动物物种的胚胎也依赖声音信号做出重要决定。他们称这种现象为“声音发育程序”。

澳大利亚迪肯大学的Mylene Mariette说:“当声音告诉胚胎出生后将遇到的环境,胚胎改变其发育以更好地适应这种环境时,‘声音发育程序’就发生了。”

因为这是一种新发现的现象,证据才刚开始积累。但研究人员认为,它似乎在动物中相当普遍。

“我们已经在鸟类中发现了相关证据:父母的叫声可以警告胚胎警惕热浪或捕食者。”Mariette说,“在此之前,也有证据表明,蟋蟀若虫利用雄性的叫声来预测求偶竞争的激烈程度。然而,我们收集的最令人震惊的证据是,胚胎依赖声音情报十分普遍。”

“例如,在所有卵生动物中,比如昆虫、青蛙、爬行动物和鸟类,胚胎通过声音或振动来知道何时是孵化的最佳时机。这表明‘声音发育程序’很可能在许多动物物种和一系列条件下发生。但直到最近,我们才知道它的存在。”她补充说。

Mariette在研究斑胸草雀父母如何通过呼叫来协调照顾职责时,对“声音发育程序”产生了兴趣。“我注意到,当父母单独一方在孵化时,它有时会发出一种奇怪的高音。”她说。

她想知道这些叫声是否对发育中的胚胎有进一步影响。为了找到答案,她录制了许多叫声,并播放给实验室里人工孵化的蛋听。事实证明,只有在天气非常炎热的时候,雀鸟父母才会发出这种特殊的叫声。在听到声音后,蛋中的雏鸟就调整自己的发育,为高温做好准备。

Mariette说:“我非常好奇为什么雏鸟在孵化前听到声音就能改变发育。”

于是,她在寻找文献记录的同时,还深入研究了神经生物学,试图了解这是如何发生的。虽然到目前为止,人们还不清楚它是如何工作的,但是新研究确定了一些可能的机制。

“当发育中的蟋蟀若虫听到‘性感’歌曲时,雌性会迅速发育以充分利用机会,而雄性会推迟发育以长得更大,并在繁殖方面投入更多。”Mariette说,“在斑胸草雀中,父母的‘热呼叫’让胚胎生长减缓,以减少热暴露的生理损伤,从而使它们在成年时能生育更多后代。”

通常,胚胎不能自行决定改变发育进程,但这偏偏发生了。

“这是因为声音直接影响行为和生理,不需要任何意识处理。”Mariette说,“这就是为什么,例如音乐能触发人们悲伤或快乐的情绪,而不需要记住配乐来自哪部电影,或者事实上我们甚至没有注意到自己对音乐的反应。它似乎是自发的,因为在大脑中,听觉通路与控制情绪、反射学习和激素产生的区域有直接联系,所以高级皮质区域不需要解码信息。在生命早期经历的声音可以触发同样的自发反应,并有持久影响,因为这是大脑发育和巩固联系的时期,其对生理和形态的影响可以持续一生。”

实际上,声音对发育的影响比人们认识到的要深远得多。Mariette认为,保护自然声音背景可能很重要,这对动物适应环境至关重要,尤其是在快速变化的环境中。

Mariette实验室将继续研究斑胸草雀的生理特征,这些特征可能会受到热叫声的影响。“令人惊讶的是,单单是声音就能让雏鸟为高温做好准备,尤其是目前气候变化速度惊人。”她说。(来源:科学网 唐一尘)

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1016/j.tree.2021.04.007

 
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