什麼是遺傳與行爲

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對行爲與遺傳的關係的研究。動物物種的特異行爲模式,如蜜蜂傳達食源信息的舞蹈、蜘蛛的結網、燕子的造巢和海狸的築壩,在個體中的實現都被認爲是由遺傳因素決定的,個體學習的成分極少,常被稱爲本能行爲。人的行爲和性格特點,以及智力的高低是否也有遺傳原因,科學家早已注意到了這個問題。19世紀80年代英國人類學家F.高爾頓曾研究過一些名人的家譜,發現天資和能力在近親之間有一定的相似性,可能與遺傳的秉賦有關。

什麼是遺傳與行爲

當 G.J.孟德爾的遺傳學確立之後, 科學家們開始運用遺傳學的原理和技術來研究行爲的遺傳問題。特別是當人們瞭解到基因的物質結構時,從事這種研究的理論基礎就更加完備,形成了遺傳學研究的一個新的分支──行爲遺傳學。

遺傳對行爲的作用

許多研究發現遺傳決定行爲有三種情況:

單一基因決定的行爲

W.C.羅滕比勒1964年報道,有兩種蜜蜂,一種他稱之爲清潔蜂,它們能把死幼蟲的蜂室蓋子揭開並把死幼蟲清除出去;另一種他稱爲不清潔蜂,它們沒有這種清除死幼蟲的行爲。如果讓兩種蜂雜交,產生的第1代都是不清潔蜂,如果再讓雜交後的第1代不清潔蜂與清潔蜂回交,產生的第2代蜂中有1/4是不清潔的,1/4是清潔的,1/4是隻揭蓋不取出死幼蟲的,還有1/4是不揭蓋但當蓋子開着時會取出死幼蟲的。因此推測,清潔蜂的揭蜂室蓋和清除死幼蟲的行爲不能是由位於不同染色體上的兩個隱性基因分別決定的。

有時一個基因也能決定一系列的行爲模式。例如,正常雄果蠅的交配行爲包含4種行爲模式:走近雌蠅;振動緊靠雌蠅頭部的翅膀;伸出喙來舐雌蠅的排卵器;最後飛到雌蠅背上交配。A.曼寧1967年研究發現,有一種具有一個突變基因的雄蠅稱作黃果蠅。它的交配行爲與正常雄果蠅比較起來顯然很不得力,常常失敗。原因是這種果蠅的翅膀的振動頻率和舐雌蠅的頻率都低於正常果蠅。而翅膀的振動和舔的行爲都是引起雌蠅性興奮的必要條件。

在哺乳動物中也有由單一基因決定的不正常行爲,如有些品種的小鼠和大鼠有聽因性癲癇,即對高頻強音發生狂奔和痙攣反應。

在人類中,如紅綠色盲和對苯硫脲的味覺缺陷也都是由單一的隱性基因決定的。此外還有單一基因決定的智力落後症。如智力嚴重落後的苯丙酮尿症、來氏尼汗綜合徵以及泰薩氏病等。

多基因影響的行爲

人和動物有許多行爲不能簡單地分析成爲各種獨立的成分,因此也不可能是由某些個別的基因分別控制的。例如,人的氣質、智商等,常常不只是某幾種特性的不同,而是一種量的差別。它很可能受多種基因的聯合作用的影響,而且環境作用也有影響。所以研究多基因對行爲發展的影響必須在許多個體中找到一種行爲或能力的表現作定量的測量和比較。另外還必須嚴格控制非遺傳因素的影響。在動物中進行這種研究有兩種常用的方法:一種是近親繁殖法,提練純種動物,使一個品種秉賦的基因趨於一致以觀察它們在某些能力方面的近似性。在個體之間越是相似的能力,其遺傳決定的成分越多。另一種方法是選擇繁殖,即在一個種羣內選擇某種行爲或能力相似的個體使它們交配,並且按照同樣的選擇方式一代一代地匹配下去。經過數代之後,如果選擇的行爲或能力特點更加顯著,證明這種特點是由遺傳決定的。例如,R.C.特賴恩1942年曾選擇出兩種大鼠,一種學習迷津較快,一種較慢。讓學習快的雌雄和學習慢的雌雄分別交配。這樣的選擇繁殖經過8代之後,產生了在學習迷津的速度上差別極其顯著的兩羣大鼠,快的一羣稱爲敏於學習迷津的大鼠,慢的一羣稱爲鈍於學習迷津的大鼠。由於選擇繁殖這兩羣鼠的差別趨於顯著,這種特性肯定是由遺傳因素決定的。

受不正常染色體影響的行爲

有些行爲的異常或能力的缺陷是由染色體的配合不正常決定的,如表現爲智力落後的唐氏綜合徵是因爲第21號染色體多了一個,成了21三體所致。

也有因性染色體配合不當而產生的精神和行爲症狀,如①XXY 型:生殖系統萎縮和有精神病傾向的男性。這種異常稱爲克林非特綜合徵。

(2)XXX型:智力落後的女性。

(3)XO型:這種女孩智力基本正常但不能臨摹圖畫,標爲“空間形盲”,其卵巢也不發育,不能生殖,也叫特納氏綜合徵。

(4)XYY型:此種男性身體高大,性情粗暴,有侵犯別人的傾向,患精神病的比率也高。

以上事實說明,某些異常行爲確實有遺傳原因。至於人和動物正常行爲的發展,則不是由遺傳的基因單獨決定的。沒有來自環境的適當刺激,基因就不能發揮應有的作用。例如,在胚胎髮育的早期如果缺乏雄性激素,能使一個具有XY染色體的雄性胚胎髮展成爲一個半陰陽的個體;如果是雄性激素過多,一個具有XX染色體的雌性胚胎,可以發展成爲帶男性特徵的嬰孩。又如,把前面提到的鈍於學習迷津的大鼠放在有機會從事多種活動的豐富環境中飼養,經過一個時期,它們學習迷津的能力也會提高。

遺傳和環境對行爲的作用

在決定動物和人的行爲發展中,遺傳和環境因素的作用往往是難以截然劃分的。雖然就人的性格和能力來說,有人強調遺傳的重要性,有人強調環境的重要性,形成所謂天性和教養的長期爭論,但縱觀人和各種動物的行爲發展,一種持平的論點是:大多數的行爲的發展是靠遺傳與環境的交互作用。環境因素可以促進或抑制基因的工作,基因也會有選擇地接受環境的影響。此外,在不同的物種、不同的行爲和個體的不同年齡中環境和基因的作用也是不均等的。低等動物(如昆蟲)的行爲,主要是由遺傳的基因決定的,人的行爲則更受環境的影響。上述的心理缺陷完全是基因的作用,人的各種能力的充分發展則是教養所致。在動物或人的胚胎或初生時期,雄性激素對形態和行爲的發展影響很大,而在生命的後期影響就不顯著了。所以也不能一般地說遺傳和環境因素在決定行爲的發展中何者重要,何者次要。

行爲遺傳學的研究使人們對C.達爾文的進化論有了新的見解。認識到貫穿在整個進化過程中的物種特性的遺傳、變異和自然選擇都是與基因庫的保存和增殖有關的。自然選擇的壓力並不直接作用於基因,而是通過基因的表達形式(或和表型)來選擇基因的。動物的生存不僅僅依賴形態和生理特性的優勢。行爲的適應能力(自然是與形態和生理有關的)是更直接承受選擇壓力的。甚至可以說在相當大的程度上自然是以物種的行爲適應能力爲根據來選擇基因的。這個論點說明現存的動物的各種行爲都應當是直接或間接地與保存物種的優良基因有關的。達爾文和後來的人都曾發現,有些物種的個體有一種爲種羣的生存而犧牲自己繁殖後代機會的特殊行爲,如蜜蜂羣中的工蜂。決定這種特殊行爲的基因是怎樣得到保存的呢?研究具有自我犧牲特性的各種動物個體的行爲表現可以看到,不僅是蜜蜂,還有其他有利他行爲的哺乳類和鳥類,它們都更勇於爲它們的兄弟姐妹和近親犧牲自己,以捐棄自己的基因來保存更多的同類基因。因此W.漢密爾頓1964年提出了親族選擇的概念,認爲所選擇的是一種概括的適應性,即個體的適應性和它對於其姐妹兄弟的影響的總和。看來從進化論的角度來研究行爲的遺傳問題比單純地從行爲與遺傳的關係來研究更富有深入理解動物和人類行爲的意義。

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