科學發現：動物聲音對胚胎發育的影響超乎想象

圖片來源：Pixabay

眾(zhong) 所周知，爬行動物的性別是由卵在孵化時的溫度決(jue) 定的。而發表於(yu) 《生態與(yu) 演化趨勢》（Trends in Ecology & Evolution）的一項研究發現，聲音信號對許多物種的胚胎發育也很重要。這類現象被研究者稱為(wei) “聲學發育編程（acoustic developmental programming）”。

澳大利亞(ya) 迪肯大學（Deakin University）的Mylene Mariette說：“聲音能夠向胚胎傳(chuan) 遞出生後外界環境的信息，胚胎可能據此調整發育過程，更好地適應這樣的環境。這就是聲學發育編程。”

這一現象是一個(ge) 全新的發現，研究者們(men) 也剛開始積累相關(guan) 證據。但可以確定的是，聲學發育編程在動物中相當普遍。

“我們(men) 已經在鳥類中發現了這一現象。親(qin) 代鳥類的鳴叫可以向胚胎預警熱浪或天敵的存在，”Mariette說，“此前還有證據表明，蟋蟀若蟲能根據雄性的鳴叫來預測交配競爭(zheng) 的激烈程度。但我們(men) 這次從(cong) 收集到的證據中發現的最令人吃驚的事情是，胚胎對聲音信息的依賴性在所有物種中十分普遍。”

“例如，在昆蟲、青蛙、爬行動物和鳥類等所有卵生動物中，胚胎都會(hui) 借助聲音或振動來確定最佳的孵化時間。這說明聲學發育編程很可能在多物種、多場景下發生。而我們(men) 直到最近才剛剛了解到這一點。”

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Mariette對聲學發育程序的興(xing) 趣是在研究斑胸草雀（zebra finch）親(qin) 代時形成的，“我發現斑胸草雀的父親(qin) 或母親(qin) 即使在獨自孵蛋的時候也常常發出特殊的尖銳鳴叫。”

她想知道這些叫聲是否會(hui) 對發育中的胚胎產(chan) 生進一步的影響。為(wei) 了找到答案，她錄製了大量來自野外巢穴的聲音樣本，拿回實驗室，向人工孵育的雀卵播放。結果顯示，親(qin) 代斑胸草雀會(hui) 在高溫時發出一種特別的叫聲。聽到這樣的叫聲後，未孵化的幼鳥就會(hui) 調整發育方式，為(wei) 迎接高溫環境做準備。

Mariette說：“我特別想知道，僅(jin) 憑聽到的一段聲音，孵化前的幼鳥是怎麽(me) 改變發育過程的。”

圖片來源：Pixabay

她開始尋找其他動物胚胎利用聲音的文獻線索，還進行了神經生物學研究，試圖理解這一現象發生的原因。但到目前為(wei) 止，這個(ge) 問題還沒有被完全弄清楚，但新的報告明確了一些可能的機製。

“發育中的蟋蟀若蟲如果聽到了求偶的鳴叫，雌性會(hui) 加速發育來抓住繁殖的機會(hui) ，而雄性則會(hui) 推遲變態發育好讓自己長得更大，並且在生殖方麵加大投入，”Mariette說，“對於(yu) 斑胸草雀中，聽到了親(qin) 代‘高溫鳴叫’的胚胎會(hui) 長得更小，以減少熱暴露帶來的生理損害，這可以讓它們(men) 在成年後繁育更多後代。胚胎並沒有改變發育過程的決(jue) 定權，這個(ge) 過程是自然發生的。”

“這是因為(wei) 聲音直接對胚胎的行為(wei) 和生理層麵造成了影響。”她接著說，“舉(ju) 個(ge) 例子，出於(yu) 同樣的原因，音樂(le) 會(hui) 激起自發的悲傷(shang) 或快樂(le) 情緒，而我們(men) 並不需要記得這段音樂(le) 是來自於(yu) 什麽(me) 電影，甚至不需要注意到這段音樂(le) 或對它做出反應。情緒似乎自己就產(chan) 生了，這是因為(wei) 聽覺通路在大腦中與(yu) 控製情緒、反射學習(xi) 和激素產(chan) 生的區域有直接的聯係，並不需要更高級的皮層來解碼其中的信息。生命早期收到的聲音也能夠觸發相同的自發反應，並且這種作用是能夠長期持續的，因為(wei) 那時大腦正在發育並鞏固神經連接。同樣，這會(hui) 對生理和形態產(chan) 生持續一生的影響。”

現在我們(men) 知道，聲音對發育的影響遠比人們(men) 此前意識到的要深遠得多。Mariette指出，對自然聲音景觀的保護對動物的適應性至關(guan) 重要，尤其是在快速變化的環境中。

Mariette的實驗室正在繼續研究斑胸草雀可能受高溫鳴叫影響的生理特征。她說：“僅(jin) 憑聲音就能讓寶寶做好應對熱浪的準備，這太令人驚訝了，特別是考慮到氣候變化的驚人速度。”

翻譯：武大可

編輯：魏瀟

引進來源：Cell Press

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