Tumpukan kapas dan hamster katil naik dan turun dengan mantap, seolah-olah kedua-dua lubang prairie berkilat di bawahnya bernafas serentak. Di alam liar, "kentang goreng padang rumput" ini akan bernasib baik untuk menikmati beberapa bulan syarikat rakan kongsi: Saiznya yang boleh dimasak menjadikannya popular dengan weasels, helang dan ular. Tetapi di sini di kandang pembiakan di Pusat Penyelidikan Primer Kebangsaan Yerkes di Atlanta, lumpur boleh mengharapkan dua atau tiga tahun bersahabat yang bahagia, menggerakan litters pada kadar satu bulan.
Kandungan Terkait
- Ini Adakah Otak Anda pada Bapa
"Kehidupan yang baik, " kata Larry Young, seorang penyelidik Yerkes yang telah mempelajari tahi hutan selama hampir dua dekad. "Mereka mempunyai pasangan. Bahan bersarang. Tiada parasit. Semua makanan arnab yang mereka mahu. "
Voles boleh kelihatan seperti pompa animasi dengan bersinar dan mata yang berjaga-jaga kepada anda dan saya, tetapi Young dan rakan-rakannya melihatnya sebagai kunci untuk memahami beberapa impuls manusia yang paling lembut dan misterius: kenapa kita menjaga rakan kongsi kita, coddle anak-anak kita, malah meratap mati kita. Perkataan "vole" adalah, sekali lagi, anagram untuk "cinta."
"Kerja saya semua berpusat di sekitar soalan utama ini: Mengapa kita berinteraksi dengan orang lain seperti yang kita lakukan?" Kata Young. Jawapannya, pada pendapatnya, hampir selalu datang ke neurokimia, tetapi ia bukan satu perkara mudah untuk dikaji. Para saintis tidak dapat mengganggu otak manusia atau primata hidup yang lain, dan orang mati tidak banyak digunakan. Penyiasatan minda molekul banyak, untuk lebih baik atau lebih teruk, memberi tumpuan kepada tetikus makmal putih, tetapi Young menolak model haiwan ini sebagai "beg mutasi." Selepas satu abad pembiakan untuk penyelidikan perubatan, ia terlalu jauh dari alam semula jadi .
Vole berkait rapat dengan lemming dan menyerupai hamster. (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
Tidak seperti 97 peratus mamalia, liar adalah monogami, membentuk ikatan yang berlangsung lama selepas kawin (selalunya untuk hidup, walaupun yang pendek). (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
Seorang prairie lelaki melekat tongkat oleh rakan wanita beliau, menghabiskan lebih daripada 60 peratus masa dalam sarang dengan anak anjing. (Todd Ahern) 
Larry Young telah mempelajari tahi hutan selama hampir dua dekad. Kerja terdahulu menyiasat bagaimana gen memandu tingkah laku di cicak bisul. (Dari hormat Larry Young) 
Dengan mengkaji tahi lalat, Larry Young telah mengetahui bahawa hanya segelintir molekul yang menyusun interaksi sosial kita. (Courtesy Larry Young) 
Lubang Prairie biasanya bersarang di dalam lubang bawah tanah. Mereka memotong rumput di permukaan untuk membuat rangkaian jejak dua inci lebar dan sehingga 80 kaki panjang. (Yva Momatiuk Dan John Eastcott) 
Lembah Prairie hidup di habitat berumput dengan tanah kering. Sampah tanah berlimpah adalah tambah; voles menggunakannya untuk menyembunyikan rangkaian jejak mereka. (Yva Momatiuk dan John Eastcott) The vole, yang berkait rapat dengan lemmings dan menyerupai hamster, adalah subjek eksperimen yang lebih baru: Ungkapan prairie yang pertama yang direkayasa untuk memiliki gen dari spesies lain datang di tempat kejadian hanya pada tahun 2009. (Mereka bercahaya hijau kerana mereka ditandakan dengan protein ubur-ubur neon bermaksud memberi isyarat secara visual bahawa pemindahan DNA telah bekerja.) Pada tahun 2012, ahli sains mula-mula membaca DNA dalam buku arahan genetik 'genus' atau genom. Dan walaupun dalam beberapa cara, tikus itu adalah burrower bucktoothed seperti yang lain, kadang-kadang dianggap sebagai perosak oleh tukang kebun, ia memaparkan ciri-ciri sosial yang kita fikir sebagai manusia yang mendalam.
Yang paling ketara, voles-tidak seperti 97 peratus mamalia-adalah monogamous, membentuk ikatan yang berlangsung lama setelah mengawan (selalunya untuk hidup, walaupun yang pendek). "Laki-laki dan perempuan datang bersama-sama, lelaki mahkamah wanita supaya dia pergi ke estrus, dan mereka pasangan, " jelas Young. "Dan kemudian ada sesuatu yang berlaku ketika mereka kawin, dan dalam beberapa jam selepas itu, supaya kedua-dua haiwan itu terikat dan mereka ingin terus bersama." Alih-alih meninggalkan bayi-bayi berikutnya kepada nasib, lelaki-pria itu terus menaikkan mereka . Perempuan itu dengan jelas menjangkakan tindak lanjut ini, merangkul lelaki itu dengan rapi lehernya jika dia tidak melakukan bahagiannya. Dan apabila pasangan mati, voles mengalami sesuatu yang serupa dengan kesedihan.
Mungkin yang paling menarik dari semua, dari perspektif saintifik, liar prairie mempunyai sepupu yang hampir serupa yang dipanggil verma padang rumput yang tidak membahagi-bahagikan kemajuan sosial mereka. Dengan membandingkan tikus yang setia dengan doppelganger mereka, Young dan rakan-rakannya berharap untuk mendedahkan litar neural di sebalik kecenderungan monogami viral prairie. "Perigi padang rumput menginginkan hubungan sosial, dan padang rumput liar tidak, " kata Young.
"Hadiah luar biasa untuk sains, " adalah bagaimana Thomas Insel, ketua Institut Kesihatan Mental Negara dan perintis dalam kajian vokal, menerangkan kejutan. "Eksperimen ini telah dilakukan secara alamiah, " katanya. "Apa hasilnya? Apa yang telah diubah suai secara genetik di dalam otak untuk mendapatkan perbezaan dalam tingkah laku? "
Untuk mengetahui, Young menggunakan set alat biomolekul yang sangat canggih, daripada penjujukan genetik kepada transkrip.
Tetapi bolehkah haiwan sebagai merendah diri sebagai kawasan rawa padang rumput, hanya akhir-akhir ini direkrut dari dataran Amerika, benar-benar mempunyai rahsia untuk berkongsi tentang ramuan manusia seperti ketidaksetiaan, dan mungkin juga gangguan sosial seperti autisme? Tentunya, kata Young, yang sendiri memulakan kehidupan sebagai makhluk provinsi, lahir "satu mil di jalan tanah" di negara pasir dan pain Sylvester, Georgia. (Dia masih menyimpan kabin di sana, di mana dia membahayakan pelajar siswazah melalui penuaian kambing dan amalan lain.) Dia tidak pernah mendengar tentang DNA sehingga selepas sekolah menengah. Sebahagian daripada minatnya terhadap tingkah laku dan struktur otak seolah-olah berpunca dari rasa ingin tahu tentang jalan hidupnya sendiri: perkahwinan, perceraian, perkahwinan semula, lima anak dan hubungan kasih sayang yang berterusan dengan neurosains yang diambilnya jauh dari akar desanya.
***
Vier prairie pertama kali menangkap mata sains pada tahun 1970-an, ketika mammalogis Lowell Getz melancarkan kajian populasi rutin di ladang alfalfa dan padang rumput bluegrass dekat University of Illinois di Urbana-Champaign, di mana ia mengajar pada masa itu. Untuk mengambil pinggir suhu subzero pada waktu malam, dia dan penyelidik lain kadang-kadang memelihara Jack Daniel dalam kajian yang diturunkan bersama dengan lembaran data dan bahan lain. Alkohol adalah untuk kegunaan sendiri penyelidik; ujian rasa kerana telah menunjukkan bahawa liar prairie seperti minuman keras, dan wiski yang dicairkan mungkin sebenarnya umpan ayam yang baik.
Jagung retak bekerja cukup baik dalam perangkap, tetapi para saintis telah melihat sesuatu yang luar biasa. Burung liar Prairie sering muncul berpasangan, sering lelaki dan perempuan. Kadang-kadang, para saintis akan merayu orang yang sama sekali lagi bulan selepas itu. Pasangan ini terdiri kira-kira 12 peratus daripada orang dewasa dewasa menangkap ikan, berbanding hanya 2 peratus di kalangan tahi lalat lain yang terperangkap. Untuk mengetahui apa yang telah ada, Getz menggunakan sepasang padang rumput kosong dengan kerah radio mini yang dikuasai oleh bateri pendengaran. Mengesan pergerakan mereka melalui rumput padat, dia mendapati bahawa 11 daripada 12 "pasangan" berkumpul lebih atau kurang kekal di dalam tanah bawah tanah, tingkah laku hampir tidak pernah didengar di kalangan tikus. Kedua-dua ahli pasangan ke-12 mempunyai pasangan lain dalam sarang cinta yang berasingan. Getz telah menangkap dua pertengahan percubaan.
Dikagumi, dia mengambil penemuannya kepada Sue Carter, seorang rakan sekerja di University of Illinois yang sedang bekerja di endokrinologi hamster. Hamster wanita secara rutin menyembelih dan makan rakan kongsi seksual mereka. "Itulah yang saya fikir adalah perkara biasa, " kata Carter. Dia tidak bersedia untuk melekat pada rakan-rakan mereka, atau apa yang menjadi sesi kawin panjang dan bersemangat ("Kami terpaksa meletakkan mereka pada video masa lapang. Tidak ada yang boleh duduk di sana selama 40 jam!").
Tetapi apa yang membuat lampiran begitu kuat? Bagaimana sebenarnya pasangan memalsukan ikatannya? Carter dan yang lain akhirnya berpindah ke oxytocin messenger kimia-juga hormon yang berkaitan dengan persepsi isyarat-isyarat sosial, melahirkan anak dan ikatan ibu. Apabila seorang wanita riang prairie menerima suntikan oxytocin di dalam otaknya, dia lebih rapat dengan pasangannya dan membentuk ikatan yang lebih kuat. Satu lagi hormon, vasopressin, yang berkaitan dengan kewarganegaraan, dijumpai untuk menggalakkan pasangan yang ikatan pada lelaki.
Mungkin, para penyelidik mencadangkan, evolusi mempunyai piggybacked pada litar neural yang mantap. Sekiranya hormon-hormon yang bertanggungjawab terhadap tingkah laku ibu dalam wanita dan wilayah teritorial lelaki dilepaskan semasa hubungan seks, mereka dapat menggalakkan ikatan lelaki-wanita ini. Sebagai contoh, seks bebas, misalnya, melibatkan jumlah rangsangan vagina-serviks yang luar biasa-mungkin suatu tingkah laku yang disesuaikan yang memicu pelepasan oksitosin yang biasanya dikaitkan dengan melahirkan anak. Daripada ikatan dengan bayi, ikatan wanita dengan pasangannya.
Kajian seterusnya menunjukkan bahawa tidak seperti tulang yang menghilangkan lubang rumput, padang rumput prairie mempunyai oxytocin dan reseptor vasopressin di kawasan otak yang berkaitan dengan ganjaran dan ketagihan. Otak-otak ayam itu dicampur untuk mengaitkan ganjaran seks dengan kehadiran rakan kongsi tertentu, sama seperti "seorang penagih belajar bersekutu dengan alat-alat dadah ketika semakin tinggi, jadi paip retaknya menjadi menyenangkan, " kata Young. Dia berfikir bahawa gaya mengawan dari luar muka manusia, yang menyoroti ciri fizikal unik pasangan pada masa ganjaran, mungkin juga berfungsi untuk menggabungkan sambungan yang menyenangkan dengan seorang individu.
Kajian ikatan vokal pada awal 1990-an menggelitik Young, yang telah menemui biologi molekul di kolej. Selepas menamatkan pengajian, beliau melakukan penyelidikan di sebuah makmal Texas yang mengkaji kadal-kadal whiptail yang membengkok jantina, yang hormon-hormon yang berfluktuasi membolehkan mereka beralih antara kelakuan lelaki dan perempuan. Dia mendapati dia dapat mengubah tingkah laku mereka secara dramatik dengan menyuntik mereka dengan satu hormon atau yang lain. Apabila dia pergi ke Yerkes, di Emory University, dia mengambil pelbagai teknik yang juga boleh memecahkan aktiviti gen. Dalam eksperimen pertama jenisnya di dalam makhluk-makhluk ini, pasukan Young meletakkan gen viral prairie yang kod untuk reseptor vasopressin menjadi virus, dan kemudian menyuntik virus ke pusat ganjaran otak vila padang rumput. Tujuan itu? Untuk melihat sama ada DNA alien akan mengubah tingkah laku rumput padang rumput. Ia berlaku: Apabila haiwan membesar, mereka mula mempamerkan tingkah laku pasangan. "Kami mengubah rumput padang rumput ke dalam padang rumput prajurit, tingkah laku, " katanya.
Lama sebelum dia mula bekerja keras, Young memahami kekuatan ikatan pasangan: Dia berkahwin dengan kekasih sekolah tinggi pada ulang tahun ke-18. Sekarang Young memahami bahawa mana-mana ikatan pasangan bergantung kepada sekumpulan gen dan bahan kimia otak, mungkin bekerja bersama oxytocin dan vasopressin. Penyelidikan yang paling baru-baru ini adalah transkrip, bidang yang difokuskan pada messenger RNA, bahan genetik yang bertanggungjawab untuk mengalihkan maklumat dari DNA sel ke jentera pembuatan protein. Walaupun DNA setiap sel dalam badan tetap sama, tahap protein yang dihasilkan oleh terjemahan DNA itu berubah dari satu minit ke seterusnya. Makmal muda cuba untuk melihat bagaimana RNA messenger berfluktuasi kerana bonding pasangan liar misterius palsu dipalsukan. Penyelidik "mengorbankan" haiwan di pelbagai peringkat dalam proses ikatan, kemudian mengeluarkan mRNA. Sekiranya isyarat mRNA menunjukkan bahawa gen aktif semasa mengawan di padang rumput prairie tetapi tidak tahi padang rumput, gen tersebut menjadi calon untuk dipelajari. "Kami boleh merancang eksperimen untuk memanipulasi gen tersebut, " kata Young, "dan menentukan sama ada mereka terlibat."
Begitu juga, dia tidak sabar-sabar untuk melihat genom padang rumput prairie yang baru dijejaki bersama genome padang rumput, untuk mencari perbezaan yang sepatutnya disiasat. Cabarannya adalah untuk mendapatkan komputer untuk membandingkan dan membezakan begitu banyak maklumat genetik.
"Terdapat 50 tahun kerja di hadapan kita, dan banyak yang kita tidak tahu, " katanya.
***
Berikut adalah rahsia kecil yang kotor: Unggas Prairie adalah sosial, tetapi tidak secara seksual, monogami. Sama seperti romantis manusia, ikatan sepasang tidak menghalang apa yang dikatakan oleh para penyelidik tentang kecurangan oportunis, seperti yang dibuktikan oleh pasangan Getz dua kali ke-12. Kesatihan ini bermakna bahawa ramai lelaki yang muda di luar sarang-dan secara tidak sengaja boleh membesarkan bayi orang lain. (Kira-kira 10 peratus daripada anak muda adalah dari bapa yang bukan pemenang utama ibu mereka.) Dan sama seperti dalam kolam kencan manusia, sesetengah lelaki tidak sepasang ikatan sama sekali. Individu-individu footloose ini dikenali sebagai "pengembara."
Salah satu tuntutan Young untuk kemasyhuran adalah menentukan perbezaan genetik antara bujang karier dan rakan kongsi yang setia. Ia didapati dalam sebahagian daripada gen reseptor vasopressin yang dipanggil microsatellite, bahan genetik berulang yang selama ini dipanggil "DNA sampah." Laki-laki dengan versi panjang mikrosatelit adalah pasangan yang lebih unggul, kerana mereka mempunyai lebih reseptor dalam sesetengah kawasan otak, manakala lelaki dengan versi pendek mungkin tidak terikat.
Variasi yang sama mungkin perkara di kalangan orang juga. Penyelidik Sweden genotip hampir 2, 000 orang dewasa dan bertanya kepada mereka mengenai hubungan. Lelaki dengan dua salinan versi khusus dari gen reseptor vasopressin adalah dua kali lebih mungkin melaporkan krisis dalam perkahwinan mereka pada tahun lepas sebagai lelaki dengan satu atau nol salinan. Pasangan mereka juga menyatakan kurang kepuasan. Young tidak pernah menganalisis gennya sendiri: "Saya tidak mahu tahu, " katanya.
Apa yang ingin dia ketahui adalah lebih lanjut mengenai apa yang membuat padang rumput prairie berbeza antara satu sama lain. Bolehkah pengalaman hidup awal membuat perbezaan? Dan apakah perbezaan itu dapat memberi kesan kepada kelakuan manusia dan gangguan sosial?
Katie Barrett, seorang pelajar siswazah di makmal Young, menarik beberapa pasang sarung tangan kerana dia membawa saya ke bilik yang penuh dengan dewasa dewasa. "Mereka biters, " katanya, dengan penjelasan. Voles lelaki di dalam bilik, setiap perayauan di arena ruang bilik bukannya sangkar biasa, berada di tengah-tengah ujian keutamaan pasangan, asas penyelidikan besar. Bersama lelaki, betina berkerudung dengan ikatan zip plastik dilekatkan di hujung bertentangan setiap arena. Satu perempuan adalah pasangan lelaki, dan yang lain adalah orang asing yang lengkap. Walaupun dia mungkin berkahwin dengan kedua-duanya, seorang lelaki yang terikat dengan baik perlu menghabiskan lebih banyak masa untuk berkumpul dengan pasangannya. Program komputer menganalisis pergerakan badan kecilnya yang goyah, menambah minit.
Barrett telah mendapati bahawa mangkuk bayi terpencil dari menjilat dan dandanan ibu bapa, interaksi yang dikenali untuk merangsang pengeluaran oxytocin, mempunyai masalah ikatan dengan pasangan masa depan-tetapi hanya jika ves terpencil juga mempunyai ketumpatan reseptor oksitosin yang agak rendah di kawasan ganjaran otak. Dia menjalankan ujian untuk mengetahui sama ada ubat penambahan oxytocin boleh melindungi niaga hadapan sosial haiwan yang diabaikan. "Bolehkah anda campur tangan awal dan melindungi terhadap hasil ini?" Barrett bertanya.
Kerja sebelumnya telah menunjukkan bahawa kesan oxytocin lebih kuat pada wanita daripada pada lelaki, tetapi dalam ujian hari ini, lelaki yang dianggap sebagai anak anjing adalah ikatan dengan baik. "Saya tidak mengharapkannya, " kata Barrett. Pembebasan oxytocin awal hidup kelihatan membina otak sosial yang lebih kuat dalam kedua-dua jantina.
***
Voles, dan dengan lanjutan oxytocin, telah mula menangkap imaginasi lebih luas, walaupun hasilnya kadang-kadang bodoh. Ada buku bantuan diri Make Love Like a Prairie Vole: Six Steps to Sex, Passionate, and Monogamous, serta wangian yang disebut "Liquid Trust, " sebuah semburan oxytocin sintetik yang dipasarkan kepada "single" dan "salespeople". Sudah tentu, Young menegaskan, walaupun semburan itu berfungsi (dan dia tidak mengatakannya), pemakai akan menyedut lebih banyak hormon daripada mana-mana sasaran yang berpotensi: "Siapa yang akan percaya siapa?" Dia ketawa.
Tetapi beberapa kegunaan manusia agak serius. Salah satu kepentingan utama Young adalah terapi autisme. "Autisme adalah gangguan di mana isyarat sosial tidak begitu penting, anak-anak tidak bermotivasi untuk berinteraksi dengan orang lain dan mengalami kesukaran membaca emosi, " katanya. "Semua perkara sosial ini, oxytocin nampaknya merangsang." Sentiasa oxytocin sintetik, yang dikendalikan melalui hidung, sedang digunakan dalam rawatan eksperimen yang berkaitan dengan autisme.
Ada sebab yang baik untuk berhati-hati dengan kuasa penguat oksitosin, walaupun. "Menurut pendapat saya sendiri, belum ada data awal dari haiwan, " kata Karen Bales, yang mengkaji ikatan sosial di University of California, Davis, dan kebimbangan mengenai kesan mendedahkan otak membangun molekul. Bales dan rakannya mendapati bahawa pendedahan oxytocin dapat menghalang ikatan pasangan hidup, terutamanya di kalangan lelaki. Dan walaupun beberapa kerja, termasuk dalam manusia, menunjukkan bahawa molekul itu dapat membantu sosialisasi, yang lain mendapati kesannya bergantung pada individu dan situasi.
"Anda perlu berhati-hati dengan ekstrapolasi awal, " kata Insel, Institut Kesihatan Mental Negara. "Anda mahu menjadi sangat berhati-hati dan tidak menganggap bahawa kami adalah lubang prairie yang sangat besar."
Kurang kontroversi, buat masa ini, kerja Young dalam terapi kesedihan. Dia dan seorang rakan sekerja Jerman baru-baru ini mempelajari apa yang berlaku apabila voles dan rakan hidup mereka menjadi terpisah. Dalam ujian tekanan yang ketat, termasuk orang yang menurunkan tikus di dalam wadah air, mereka yang baru saja kehilangan pasangan bergelut lebih rendah daripada yang lain. Sebaliknya, mereka melayang secara pasif, tidak kelihatan peduli jika mereka hidup atau mati. Dalam beberapa cara, gejala mereka menyerupai kemurungan. "Apabila haiwan membentuk ikatan pasangan ini mereka menjadi ketagih kepada pasangan itu, dan apabila mereka kehilangan pasangan itu hampir seperti penarikan diri dari dadah, " jelas Young. "Ini satu kesan maladaptive dari sesuatu yang sangat membantu. Ia menyukai penyakit. "
Apabila para penyelidik membedah otak beruang haiwan, mereka mendapati tahap tinggi bahan kimia yang dipanggil kortikotropin-melepaskan faktor, atau CRF. Sekiranya reseptor kimia haiwan yang berkabung telah disekat, voles berkelakuan normal, berjuang dengan sengit untuk kehidupan. "Ia membantu kita memahami neurocircuitry yang mungkin terlibat dalam kemurungan secara umum, " kata Young.
Dia tahu secara langsung kesakitan perpisahan. Sekitar sedekad yang lalu, isteri pertamanya, pasangannya sejak sekolah menengah, meninggalkannya, mengambil tiga anaknya dengannya. Selama berbulan-bulan dia terapung di dalam bikar metafora. "Saya tinggal di sebuah rumah tanpa perabot, " katanya. "Saya tidur di tilam kanak-kanak kecil. Saya sedar akibat yang berlaku apabila anda kehilangan seseorang yang anda cintai, kerana saya meneruskannya. Pada masa ini, apabila anda meneruskannya, anda tidak berfikir tentang eksperimen dan perkara-perkara ini mendesak dan pemacu hanya berlaku. "
Young telah memulihkan momentumnya. Beliau baru-baru ini mengasaskan Pusat Penyelidikan Neurosains Sosial di Emory, yang memberi tumpuan kepada bagaimana penyelidikan haiwan asas dapat memaklumkan rawatan baru untuk gangguan sosial manusia, dan mengadakan pertemuan antarabangsa untuk penyelidik vole. Peta dunia di dinding pejabatnya menyerlahkan sejauh mana dia telah mengembara dari jalan tanah "Sylvester "nya. Pada satu perjalanan yang meletus ke Madagascar, dia dan penyelidik lain mengumpul sampel otak dari dua spesies haiwan yang berkait rapat, seekor binatang lain dengan" cinta "dalam namanya. Satu spesies adalah monogami dan yang lain tidak. Muda berharap untuk membandingkan pendawaian saraf mereka dengan lubang-lubang itu.
Mungkin yang paling ketara, dia juga pasangan-terikat sekali lagi, kali ini dengan ahli neurologi yang lain. Semasa makan malam dia dan rakannya membincangkan titik-titik hormon yang lebih baik dan bagaimana ia berkaitan dengan keadaan manusia. Genetik dan kimia otak boleh membentuk setiap hubungan, tetapi mereka tidak membuat sihir terakhir mereka sendiri. "Saya masih ingat ulang tahun itu, " katanya. "Saya masih perlu membeli bunga."
