動物行為/行為遺傳學
行為遺傳學是生物學的一個領域，研究動物（包括人類）行為中行為性狀的遺傳性。該領域由遺傳學、動物行為學和心理學交叉形成。
遺傳特徵是在很大程度上由基因決定的特徵。雖然基因可能在許多行為中發揮作用，但它們永遠不會決定行為。沒有基因直接編碼行為 - 基因只編碼蛋白質。然而，很明顯，單個蛋白質的變化會導致大量下游效應，甚至可能導致不同的表型。外部環境透過神經和激素機制的發展，對所有基因在行為中的表達方式施加強烈影響。表型（即生物體的可觀察特徵）來自其基因型（即生物體的遺傳組成）與其環境因素的相互作用。基因是遺傳學中最小的功能單位，由 DNA 組成。它指定了組成單個蛋白質（例如血清白蛋白）的氨基酸鏈的程式碼。基因座是染色體上與功能有意義關聯的部分。單態基因座是隻有一個共同程式碼片段的基因座，並且存在於 95-99% 的個體中。相反，多型基因座以兩種或多種等位基因（即染色體相同位置的不同版本）的形式存在，其組合頻率 > 0.05。二倍體生物體攜帶每個基因的兩個複製，一個來自每個親本。純合是指這兩個基因複製是相同的（即相同的等位基因）。如果染色體包含基因的兩個不同等位基因，則稱為雜合。在某些情況下，雜合個體的表型遵循一個等位基因（即顯性等位基因），而不是另一個等位基因（即隱性等位基因）。隱性表型只會在個體對該等位基因純合的情況下表達。如果一種基因模式在一個特定生物體中很穩定且普遍，則被稱為野生型等位基因。相反，突變等位基因通常代表一個相對較新的、不太常見的修飾。多效性是指不存在一個特定基因與一個特定行為性狀之間明確的 1:1 對應關係的情況。例如，具有週期基因突變的果蠅表現出一系列行為效應，從晝夜節律的不同，成蟲從蛹中孵化的時間，以及雄性求偶歌曲的特定模式。遺傳力是群體中個體之間可歸因於遺傳差異的性狀變異的統計估計。例如，人類手臂的數量是可遺傳的，可以表示為一個比例。指紋和身高等變數具有很強的遺傳力，而音樂才能等其他變數則要低得多。
經典（或孟德爾）遺傳學檢查從一代到下一代行為遺傳特徵的分佈。透過選擇性育種，可以追蹤特定行為的存在/不存在，以及性繁殖的結果。從這些工作中，人們意識到基因的存在，個體是二倍體，一半的基因來自每個父母，並且一些基因在表型上占主導地位。許多疾病的遺傳遵循簡單的孟德爾規則，而這類行為的例子通常很少。大多數形態/行為性狀（體型、智力、膽量）不是以少量離散狀態出現，而是在一個連續的表型範圍內出現。
- 西摩·本澤發現了一系列果蠅的行為突變體，包括晝夜節律的單基因破壞（週期），以及神經退行性變和衰老的各種遺傳原因。
- 衛士蜂：蜜蜂的衛士行為包括識別和清除巢中患病的幼蟲和蛹，以防止病原體傳染。形成了一種抵抗蜜蜂疾病和寄生蟎的機制，它包含兩個不同的任務組成部分：開蓋和清除蜂房內容物。羅滕布勒 (1964) 提出這兩個性狀由兩個隱性基因座以簡單的孟德爾方式控制。來自數量性狀基因座 (QTL) 連鎖作圖的最新分子證據已經確定了多個特定的 DNA 片段，其中包含控制該性狀變異的基因。這項工作表明，衛士行為的遺傳基礎要複雜得多，並且七個 QTL 與衛士行為相關聯，每個 QTL 僅控制觀察到的表型方差的 9-15%。
| 約翰·保羅·斯科特 | |
|---|---|
| 出生 | 1909 年 12 月 19 日 美國密蘇里州堪薩斯城 |
| 逝世 | 2000 年 3 月 26 日 美國俄亥俄州博林格林 |
| 國籍 | 美國 |
| 領域 | 行為遺傳學、攻擊性 |
| 機構 | 傑克遜實驗室；博林格林州立大學 |
| 知名於 | 對犬類行為氣質的研究 |
數量遺傳學是一種理解表型性狀潛在遺傳模式的數學方法。這些性狀通常受顯著環境影響，通常涉及大量潛在基因。雖然每個基因可能很好地遵循簡單的孟德爾模式，但總體結果不容易用這些術語來表徵。數量方法對於研究個體之間的相關性與行為特徵相似性之間的對應程度至關重要。因此，它的目標是估計由相關性解釋的總表型方差的比例。除了多個基因影響單個性狀的情況外，單個基因的變化可能會影響相當多的不同性狀。可以透過跨多個性狀的表型協方差的測量來識別和表徵這些情況。
群體遺傳學關注的是改變群體中基因相對發生率的機制。它研究了基因頻率如何透過性選擇、交配系統、優勢或領地行為等行為力量在群體中發生變化或穩定下來。
發育遺傳學探索遺傳學如何與行為的個體發育過程相交。遺傳學在細胞生長和分化的控制、組織、器官和激素系統的形成，以及學習機會、認知能力和情緒系統的出現和關鍵時間方面發揮著不可或缺的作用。
微陣列技術能夠同時表徵許多基因的活性水平。該技術測量當基因被啟用時產生的不同 mRNA 的複製數。
表觀遺傳學是指由於基因表達的改變而不是核苷酸序列本身的改變而導致的行為改變。[1] 個體一生中的修飾，例如DNA甲基化、乙醯化和組蛋白變化，會改變特定基因的表達方式。DNA甲基化是表觀遺傳變化和基因表達的主要貢獻者之一。當甲基化發生在基因組序列的啟動子區域時，基因轉錄被抑制，從而關閉該特定基因。這些變化可能會遺傳，導致對周圍環境產生不同的反應。同卵雙胞胎的形態差異是由於相同基因組的兩個不同副本在不同的路徑和經歷中發生分化，從而改變了基本遺傳藍圖的表達，並導致形態特徵、個性和行為反應的差異。“’’行為遺傳學’’” 考慮由於基因型導致的觀察到的個體之間行為差異，而“’’行為表觀遺傳學’’”將遺傳機制與環境影響的重要性聯絡起來。
遷徙可以用多種方式定義；它可以最好地描述為動物持續從它們的“家域”旅行到它們開始對資源產生反應為止。這種鳥類的遷徙似乎是戰略性的，特別是在應對溫度變化以及季節性變化和食物丰度變化方面。幾十年來，對歐洲鶯屬（特別是花園鶯 -Sylvia borin 和黑帽鶯-Sylvia atricapailla）進行的研究闡明瞭遷徙的各個方面，例如潛在的機制。這些鳥類被證明是研究遷徙的絕佳模型，因為它們包含飛往不同地區的遷徙種群以及保持久坐不動的非遷徙種群。黑帽鶯在整個歐洲、西亞和北非的部分地區繁殖；來自中歐和北歐的種群遷徙到南歐和北非的部分地區。類似地，花園鶯從歐洲遷徙到北非。在對來自德國南部的黑帽鶯的研究中，研究人員能夠表明，遷徙種群和非遷徙種群的雜交後代產生了遷徙活動；發現活動程度介於父母之間。此外，遺傳機制似乎受多位點系統的控制；如果它受單個位點系統控制，則所有 F1 代預計將顯示相同的遷徙活動。一些問題隨之而來，例如幼鳥如何知道飛往何處以及遷徙者何時知道結束旅程？向量導航可以被定義為一種固有的品質，它使幼鳥能夠確定飛行的方向和持續時間。透過一系列雜交實驗，確定方向性也受遺傳控制，因為遷徙物種和非遷徙物種的後代顯示出與遷徙親本相匹配的方向偏好。來自奧地利黑帽鶯（向東南方向飛行）和德國黑帽鶯（向西南方向飛行）之間的雜交實驗的額外證據表明，後代飛往中間方向。至於沒有經驗的遷徙者何時知道結束旅程，這似乎受基因調控。根據向量導航假說，遷徙活動的模式以及遷徙方向似乎是遺傳的。德國黑帽鶯和來自加那利群島的黑帽鶯之間的額外雜交實驗表明，活動模式介於父母之間。透過對歐洲鶯的幾項研究，表明遷徙的能力是遺傳的，鳥類遷徙的方向也是遺傳的。活動程度（強烈遷徙與久坐不動）也是遺傳的。
與大多數哺乳動物一樣，野生型雌性小鼠通常在母性護理方面非常有效。然而，缺乏這種蛋白質的雌性表現出對幼崽的明顯漠不關心。
許多犬種已經出現，它們的行為專門適合於狩獵小型獵物。這種獵犬品種，包括指示犬、獵犬、獵犬和尋回犬，很容易表現出識別、驅趕和取回小型獵物的行為。在指示行為中，犬搜尋和識別潛在獵物，但避免真正追蹤和可能驅趕它。相反，它們保持靜止不動，從附近面對它。取回行為由那些抓住並返回到隊伍中攜帶死去的或受傷的獵物的人表現出來，即使他們自己沒有攻擊它。這種行為的前因似乎在大多數犬類捕食者的群體狩獵期間普遍存在。它們在很大程度上是最近加入狩獵隊伍的年輕個體的特徵，他們還沒有完全參與狩獵，而且基本上被限制在初級、輔助角色。常見的獵犬品種將這種相當中等程度的幼年行為與相當成年的犬類形態結合在一起。
大鼠母性行為為研究行為表觀遺傳學提供了一個重要的模型系統，其中母親對幼崽的撫育和舔舐會減少它們在日後生活中對恐懼和荷爾蒙應激反應的表達。母親的關注會導致甲基化模式、組蛋白乙醯化和成年後的行為發生特定變化。這種影響改變了對壓力反應至關重要的基因的表達，例如糖皮質激素受體。阻止從染色質結構中去除組蛋白的乙醯基，母親撫育的表觀遺傳影響可以被消除。
- ↑ Pierce B. 2005. A. 遺傳學：概念方法。紐約：W.H. Freeman
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