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动物也搞“音乐胎教”

时间: 2021年06月11日 | 作者: Admin | 来源: Cell Press
最新的一项研究则发现,胚胎会根据“听”到的声音不同,改变发育的方向,更好地适应将要面对的环境。


能够对动物胚胎发育过程产生影响的外部因素有很多,声音是其中看似联系不大实则至关重要的一个。此前就有研究指出鸟类孵化会收到声音的影响,但对于声音是否会令胚胎的发育方式有所不同,研究者并无了解。最新的一项研究则发现,胚胎会根据“听”到的声音不同,改变发育的方向,更好地适应将要面对的环境。


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图片来源: Karen Warkentin


来源 Cell Press

翻译 武大可

编辑 魏潇


众所周知,爬行动物的性别是由卵中的温度线索决定的。而5月26日发表于《生态与演化趋势》(Trends in Ecology & Evolution)的一项研究发现,声音信号对许多物种的胚胎发育也很重要。这类现象被研究者称为“声学发育编程(acoustic developmental programming)”。


澳大利亚迪肯大学(Deakin University)的 Mylene Mariette 说:“声音能够向胚胎传递出生后外界环境的信息,胚胎可能据此调整发育过程,更好地适应这样的环境。这就是声学发育编程。”


这一现象是个全新的发现,研究者们也刚开始积累相关证据。但可以确定的是,声学发育编程在动物中相当普遍。


“我们已经在鸟类中发现了这一现象。亲代鸟类的鸣叫可以向胚胎预警热浪或天敌的存在,”Mariette 说,“此前还有证据表明,蟋蟀若虫能根据雄性的鸣叫来预测交配竞争的激烈程度。但我们这次从收集到的证据中发现的最令人吃惊的事情是,胚胎对声音信息的依赖性在所有物种中十分普遍。”


“例如,在例如昆虫、青蛙、爬行动物和鸟类等所有卵生动物中,胚胎都会借助声音或振动来确定最佳的孵化时间。这说明声学发育编程很可能在多物种、多场景下发生。而我们直到最近才刚刚了解到这一点。”


Mariette 对声学发育程序的兴趣是在研究斑胸草雀(zebra finch)亲代沟通育儿安排的时候形成的:“我发现斑胸草雀的父亲或母亲即使在独自孵蛋的时候也常常发出特殊的尖锐鸣叫。”


她想知道这些叫声是否会对发育中的胚胎产生进一步的影响。为了找到答案,她录制了大量来自野外巢穴的声音样本,拿回实验室,向人工孵育的雀卵播放。结果显示,亲代斑胸草雀会在高温时发出一种特别的叫声。听到这样的叫声后,未孵化的幼鸟就会调整发育方式,为迎接高温环境做准备。


Mariette 说:“我特别想知道,仅凭听到的一段声音,孵化前的幼鸟是怎么改变发育过程的。”


她开始寻找其他动物胚胎利用声音的文献线索,还进行了神经生物学研究,试图理解这一现象发生的原因。但到目前为止,这个问题还没有被完全弄清楚,但新的报告明确了一些可能的机制。


“发育中的蟋蟀若虫如果听到了求偶的鸣叫,雌性会加速发育来抓住繁殖的机会,而雄性则会推迟变态发育好让自己长得更大,并且在生殖方面加大投入,”Mariette 说,“对于斑胸草雀中,听到了亲代‘高温鸣叫’的胚胎会长得更小,以减少热暴露带来的生理损害,这可以让它们在成年后繁育更多后代。但胚胎并没有改变发育过程的决定权,这个过程是自然发生的。”


“这是因为声音直接对胚胎的行为和生理层面造成了影响,并不进入意识加工。”她接着说,“举个例子,出于同样的原因,音乐会激起自发的悲伤或快乐情绪,而我们并不需要记得这段音乐是来自于什么电影,甚至不需要注意到这段音乐或对它做出反应。情绪似乎自己就产生了,这是因为听觉通路在大脑中与控制情绪、反射学习和激素产生的区域有直接的联系,并不需要更高级的皮层来解码其中的信息。生命早期收到的声音也能够触发相同的自发反应,并且这种作用是能够长期持续的,因为那时大脑正在发育并巩固神经连接。同样,这会进而对生理和形态产生持续一生的影响。”


现在我们知道,声音对发育的影响远比人们此前意识到的要深远得多。Mariette 指出,对自然声音景观的保护对动物的适应性至关重要,尤其是在快速变化的环境中。


Mariette 的实验室正在继续研究斑胸草雀可能受高温鸣叫影响的生理特征。她说:“仅凭声音就能让宝宝做好应对热浪的准备,这太令人惊讶了,特别是考虑到气候变化的惊人速度。”


原文链接:

https://www.eurekalert.org/emb_releases/2021-05/cp-eom052021.php