动物行为/行为遗传学
行为遗传学是生物学的一个领域，研究动物（包括人类）行为中行为性状的遗传性。该领域由遗传学、动物行为学和心理学交叉形成。
遗传特征是在很大程度上由基因决定的特征。虽然基因可能在许多行为中发挥作用，但它们永远不会决定行为。没有基因直接编码行为 - 基因只编码蛋白质。然而，很明显，单个蛋白质的变化会导致大量下游效应，甚至可能导致不同的表型。外部环境通过神经和激素机制的发展，对所有基因在行为中的表达方式施加强烈影响。表型（即生物体的可观察特征）来自其基因型（即生物体的遗传组成）与其环境因素的相互作用。基因是遗传学中最小的功能单位，由 DNA 组成。它指定了组成单个蛋白质（例如血清白蛋白）的氨基酸链的代码。基因座是染色体上与功能有意义关联的部分。单态基因座是只有一个共同代码片段的基因座，并且存在于 95-99% 的个体中。相反，多态基因座以两种或多种等位基因（即染色体相同位置的不同版本）的形式存在，其组合频率 > 0.05。二倍体生物体携带每个基因的两个拷贝，一个来自每个亲本。纯合是指这两个基因拷贝是相同的（即相同的等位基因）。如果染色体包含基因的两个不同等位基因，则称为杂合。在某些情况下，杂合个体的表型遵循一个等位基因（即显性等位基因），而不是另一个等位基因（即隐性等位基因）。隐性表型只会在个体对该等位基因纯合的情况下表达。如果一种基因模式在一个特定生物体中很稳定且普遍，则被称为野生型等位基因。相反，突变等位基因通常代表一个相对较新的、不太常见的修饰。多效性是指不存在一个特定基因与一个特定行为性状之间明确的 1:1 对应关系的情况。例如，具有周期基因突变的果蝇表现出一系列行为效应，从昼夜节律的不同，成虫从蛹中孵化的时间，以及雄性求偶歌曲的特定模式。遗传力是群体中个体之间可归因于遗传差异的性状变异的统计估计。例如，人类手臂的数量是可遗传的，可以表示为一个比例。指纹和身高等变量具有很强的遗传力，而音乐才能等其他变量则要低得多。
经典（或孟德尔）遗传学检查从一代到下一代行为遗传特征的分布。通过选择性育种，可以追踪特定行为的存在/不存在，以及性繁殖的结果。从这些工作中，人们意识到基因的存在，个体是二倍体，一半的基因来自每个父母，并且一些基因在表型上占主导地位。许多疾病的遗传遵循简单的孟德尔规则，而这类行为的例子通常很少。大多数形态/行为性状（体型、智力、胆量）不是以少量离散状态出现，而是在一个连续的表型范围内出现。
- 西摩·本泽发现了一系列果蝇的行为突变体，包括昼夜节律的单基因破坏（周期），以及神经退行性变和衰老的各种遗传原因。
- 卫士蜂：蜜蜂的卫士行为包括识别和清除巢中患病的幼虫和蛹，以防止病原体传染。形成了一种抵抗蜜蜂疾病和寄生螨的机制，它包含两个不同的任务组成部分：开盖和清除蜂房内容物。罗滕布勒 (1964) 提出这两个性状由两个隐性基因座以简单的孟德尔方式控制。来自数量性状基因座 (QTL) 连锁作图的最新分子证据已经确定了多个特定的 DNA 片段，其中包含控制该性状变异的基因。这项工作表明，卫士行为的遗传基础要复杂得多，并且七个 QTL 与卫士行为相关联，每个 QTL 仅控制观察到的表型方差的 9-15%。
| 约翰·保罗·斯科特 | |
|---|---|
| 出生 | 1909 年 12 月 19 日 美国密苏里州堪萨斯城 |
| 逝世 | 2000 年 3 月 26 日 美国俄亥俄州博林格林 |
| 国籍 | 美国 |
| 领域 | 行为遗传学、攻击性 |
| 机构 | 杰克逊实验室；博林格林州立大学 |
| 知名于 | 对犬类行为气质的研究 |
数量遗传学是一种理解表型性状潜在遗传模式的数学方法。这些性状通常受显着环境影响，通常涉及大量潜在基因。虽然每个基因可能很好地遵循简单的孟德尔模式，但总体结果不容易用这些术语来表征。数量方法对于研究个体之间的相关性与行为特征相似性之间的对应程度至关重要。因此，它的目标是估计由相关性解释的总表型方差的比例。除了多个基因影响单个性状的情况外，单个基因的变化可能会影响相当多的不同性状。可以通过跨多个性状的表型协方差的测量来识别和表征这些情况。
群体遗传学关注的是改变群体中基因相对发生率的机制。它研究了基因频率如何通过性选择、交配系统、优势或领地行为等行为力量在群体中发生变化或稳定下来。
发育遗传学探索遗传学如何与行为的个体发育过程相交。遗传学在细胞生长和分化的控制、组织、器官和激素系统的形成，以及学习机会、认知能力和情绪系统的出现和关键时间方面发挥着不可或缺的作用。
微阵列技术能够同时表征许多基因的活性水平。该技术测量当基因被激活时产生的不同 mRNA 的拷贝数。
表观遗传学是指由于基因表达的改变而不是核苷酸序列本身的改变而导致的行为改变。[1] 个体一生中的修饰，例如DNA甲基化、乙酰化和组蛋白变化，会改变特定基因的表达方式。DNA甲基化是表观遗传变化和基因表达的主要贡献者之一。当甲基化发生在基因组序列的启动子区域时，基因转录被抑制，从而关闭该特定基因。这些变化可能会遗传，导致对周围环境产生不同的反应。同卵双胞胎的形态差异是由于相同基因组的两个不同副本在不同的路径和经历中发生分化，从而改变了基本遗传蓝图的表达，并导致形态特征、个性和行为反应的差异。“’’行为遗传学’’” 考虑由于基因型导致的观察到的个体之间行为差异，而“’’行为表观遗传学’’”将遗传机制与环境影响的重要性联系起来。
迁徙可以用多种方式定义；它可以最好地描述为动物持续从它们的“家域”旅行到它们开始对资源产生反应为止。这种鸟类的迁徙似乎是战略性的，特别是在应对温度变化以及季节性变化和食物丰度变化方面。几十年来，对欧洲莺属（特别是花园莺 -Sylvia borin 和黑帽莺-Sylvia atricapailla）进行的研究阐明了迁徙的各个方面，例如潜在的机制。这些鸟类被证明是研究迁徙的绝佳模型，因为它们包含飞往不同地区的迁徙种群以及保持久坐不动的非迁徙种群。黑帽莺在整个欧洲、西亚和北非的部分地区繁殖；来自中欧和北欧的种群迁徙到南欧和北非的部分地区。类似地，花园莺从欧洲迁徙到北非。在对来自德国南部的黑帽莺的研究中，研究人员能够表明，迁徙种群和非迁徙种群的杂交后代产生了迁徙活动；发现活动程度介于父母之间。此外，遗传机制似乎受多位点系统的控制；如果它受单个位点系统控制，则所有 F1 代预计将显示相同的迁徙活动。一些问题随之而来，例如幼鸟如何知道飞往何处以及迁徙者何时知道结束旅程？矢量导航可以被定义为一种固有的品质，它使幼鸟能够确定飞行的方向和持续时间。通过一系列杂交实验，确定方向性也受遗传控制，因为迁徙物种和非迁徙物种的后代显示出与迁徙亲本相匹配的方向偏好。来自奥地利黑帽莺（向东南方向飞行）和德国黑帽莺（向西南方向飞行）之间的杂交实验的额外证据表明，后代飞往中间方向。至于没有经验的迁徙者何时知道结束旅程，这似乎受基因调控。根据矢量导航假说，迁徙活动的模式以及迁徙方向似乎是遗传的。德国黑帽莺和来自加那利群岛的黑帽莺之间的额外杂交实验表明，活动模式介于父母之间。通过对欧洲莺的几项研究，表明迁徙的能力是遗传的，鸟类迁徙的方向也是遗传的。活动程度（强烈迁徙与久坐不动）也是遗传的。
与大多数哺乳动物一样，野生型雌性小鼠通常在母性护理方面非常有效。然而，缺乏这种蛋白质的雌性表现出对幼崽的明显漠不关心。
许多犬种已经出现，它们的行为专门适合于狩猎小型猎物。这种猎犬品种，包括指示犬、猎犬、猎犬和寻回犬，很容易表现出识别、驱赶和取回小型猎物的行为。在指示行为中，犬搜索和识别潜在猎物，但避免真正追踪和可能驱赶它。相反，它们保持静止不动，从附近面对它。取回行为由那些抓住并返回到队伍中携带死去的或受伤的猎物的人表现出来，即使他们自己没有攻击它。这种行为的前因似乎在大多数犬类捕食者的群体狩猎期间普遍存在。它们在很大程度上是最近加入狩猎队伍的年轻个体的特征，他们还没有完全参与狩猎，而且基本上被限制在初级、辅助角色。常见的猎犬品种将这种相当中等程度的幼年行为与相当成年的犬类形态结合在一起。
大鼠母性行为为研究行为表观遗传学提供了一个重要的模型系统，其中母亲对幼崽的抚育和舔舐会减少它们在日后生活中对恐惧和荷尔蒙应激反应的表达。母亲的关注会导致甲基化模式、组蛋白乙酰化和成年后的行为发生特定变化。这种影响改变了对压力反应至关重要的基因的表达，例如糖皮质激素受体。阻止从染色质结构中去除组蛋白的乙酰基，母亲抚育的表观遗传影响可以被消除。
- ↑ Pierce B. 2005. A. 遗传学：概念方法。纽约：W.H. Freeman
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