60 年實驗,揭示狐狸如何馴化到向人類搖尾

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經揀選馴養的紅狐後代,對人類戒心大減。 圖片來源:路透社

小說「狼圖騰」中,主角曾嘗試收養一隻初生狼崽。儘管最後,小狼被送回野外,但在過程中仍現出一些馴化跡象。現實中,從狼到狗的馴化過程並非一蹴而就,僅憑一代的養育就能磨去動物的野性。一直以來,遺傳學家對狼如何馴化為狗均有所爭議。一項持續至今近 60 年的研究,終於揭示野生動物在馴化過程中的基因轉變

1959 年,蘇聯一位名叫 Dmitry Belyaev 的遺傳學家,決定馴養狐狸,以瞭解狼如何被人馴化成狗。當時,諾貝爾生理學或醫學獎得主 Konrad Lorenz 認為,新生的狼崽,會因人類溫柔的養育變得溫馴,最終被馴化。但 Belyaev 對此不以為然,他假設狗的行為及態度是遺傳而來,並推測馴養動物會產生生物學變化,如白斑(white spots)、尾巴卷曲、耳朵變得鬆軟及頭骨縮短。是以 Belyayev 開始飼養狐狸,觀察牠們能否重現從狼到狗的過渡。

工作人員把經馴養的狐狸抱起。 圖片來源: Kirill Kukhmar/Getty Images

Belyaev 認為銀狐是合選的實驗對象,因為此前的銀狐(vulpes vulpes,患有黑化症的紅狐),從未被人馴化過,加上是狗的近親,並為社交動物,故是重現歷史的理想動物。而且俄羅斯境內到處均有生產皮草的狐狸養殖場,Belyaev 可以在養殖場中得到大量狐狸,展開大規模實驗。養殖場雖持續圈養狐狸,但其後加入實驗的遺傳學家 Anna Kukekova 透露:「養殖場內的狐狸未被馴化。假如嘗試觸摸狐狸,牠們會像野外動物一樣,表現恐懼及侵略的一面。」最後,團隊從養殖場帶走 130 隻對人類表現出最少迴避行為的狐狸。

Belyaev 之所以如此選擇,在於這群狐狸是以馴化為目標。研究人員只在當中,選取最溫馴的狐狸繁殖下一代,並以此標準繼續揀選繁殖。為了確保馴服是由遺傳選擇(genetic selection)引起的,這些狐狸均不經人類訓練,只允許與人類定時進行短暫的接觸。結果,到了第 10 代,有 18% 的狐狸表現出極其溫馴的行為。研究人員亦觀察到,通過選擇性繁殖的狐狸後代,其行為模式與家犬非常相似:牠們在出生一個月後,便渴望與人類接觸,會嗅聞及舔人;並會像狗一樣以嗚咽聲吸引人的注意力。Kukekova 補充:「僅 10 代後,就看見一些『小狗』,即使沒有食物,牠們看到人亦會像狗一樣搖尾。」另外,這些狐狸的外表亦起了一定的變化,如耳朵變軟,印證了 Belyaev 當年的估計。

經過馴養的銀狐,身處俄羅斯科學院西伯利亞分校所在的實驗場。 圖片來源:Kirill Kukhmar/Getty Images

為了完善實驗,研究團隊又在 70 年代引入另一群狐狸,以作馴化組的參照。研究人員同樣在新的狐狸群揀選繁殖,但標準改為選擇最具侵略性的狐狸。另外,還有一組在養殖場任意繁殖的狐狸作對照。Belyaev 於 1986 年離世,研究人員繼續其工作,不懈地培育銀狐,至今已繁殖超過 40 代。

Kukekova 延續這項實驗,於上週在期刊「自然生態學與進化 」發表關於馴化紅狐的基因研究,針對上述 3 組(經馴化的、養殖場繁殖的、具侵略性的)紅狐後代,每組取 10 隻,鎖定其中 103 個遺傳區域(genetic regions)進行基因測序(DNA sequencing)。當中 45 個遺傳區域,與過去在狗馴化研究中確認的區域重疊,另外 30 個,則與狐狸的馴化或侵略性有關。研究人員在這 30 個遺傳區域中,留意到一個負責腦細胞之間傳遞化學信號的基因 SorCS1。大多數馴養的狐狸,所載基因版本與其他組別的不同。超過 60% 馴養狐狸的基因裡,擁有相同的 SorCS1 變體基因。但這種變體在侵略性狐狸及繁殖場狐狸的後代中,並沒有出現。

侵略性狐狸之間,則共享另一種 SorCS1 基因變體,但在其他組別中,這項變體非常罕見。即使是研究團隊,亦對測序結果顯得意外,因為在此之前沒有證據顯示,SorCS1 與動物的社會行為有關。Kukekova 指:「之前科家學只知道,它與自閉症及腦退化症有關。」此外,溫馴與侵略性狐狸大腦中的多巴胺亦有差異。具侵略性的狐狸,其感知多巴胺的基因活性,比溫馴的狐狸更高。專家認為,較低水平的多巴胺感測,有助減少動物的焦慮。或許動物的焦慮減少,使其在與人類接觸的過程中較易獲得安全感。

實驗結果證明了 Belyaev 當年的想法:基因遺傳決定馴化。Kukekova 總結:「我們能夠證明 SorCS1 這項特別的基因,確實對動物行為產生影響,使得狐狸更加溫馴。」不過,研究工作只是進入值得紀念的里程碑,並未真正結束。因為研究還表明,不同基因影響動物作出不同的特殊行為。「例如,當狐狸搖動尾巴迎接人們時,似乎是由不同的基因決定這個行為,與允許人類觸摸腹部的基因又有所不同。」接下來的研究,相信能為人類進一步揭開動物馴化的過程。