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動物並不懂繁衍的意義,卻保持著兩性行為,是「誰」在背後操控?

2024-01-17動物

生命的奧秘一直令人著迷。從單細胞到復雜的多細胞生物,它們是如何延續子孫的?

尤其是那些不懂繁衍意義的動物們,又是如何保持興趣進行繁殖的呢?這好似一雙無形之手在操縱著它們的行為。

今天我們就來探討這其中的奧秘。

激素的魔力

當動物進入發情期時,它們體內的性激素水平會發生微妙的變化,這導致它們對異性的態度和行為產生了180度大的轉變。

這種「魔力」的根源在哪裏?

首先,我們要明確,性激素的生成與釋放是有節奏的生理過程。

以變溫動物為例,當春夏溫度升高時,它們的代謝水平提高,體內性激素如雌二醇、睪酮的合成和釋放量上升,出現一年一次的交配高峰期;而當秋冬季節到來,體溫下降抑制了性腺激素的分泌,它們的交配熱情也隨之消退。

這種性激素周期性波動的機制在鳥類、爬行動物以及部份哺乳動物身上尤為明顯。

譬如,家禽的性腺受光照長度的調控,長日照條件下性腺發育旺盛,而短日照會抑制性腺、減少性激素分泌。

野生動物如黑尾鹿的交配期也高度依賴光照強度。

那性激素究竟是如何發揮「魔力」推動動物求偶的呢?多項研究表明,雌雄兩性動物在進入繁殖期後,大腦中傳遞性訊號的神經通路發生重組。

伏隔核、室旁核、杏仁核等中樞被啟用,這使得它們對異性夥伴的註意力和吸重力明顯增強。

有趣的是,即使是在非自然的隔離環境下被人工飼養成長的動物,也會在繁殖季節對異性產生強烈的興趣,這說明性激素能主導性訊號傳導通路的重塑調控。

在激素水平方面,雌激素能促進雌性動物性行為中樞的發育,使雌性更為主動發起交配;

而睪酮等雄激素也能激發公獸的性沖動,促使其大量分泌資訊素吸引異性。

所以,性激素的這種雙向調控機制,是維持動物族群交配率的重要保證。

當然,在自然狀況下,性激素的作用往往不是獨立的,它需要與資訊素等其他訊號分子形成復雜的相互調控網絡,共同影響動物的社交距離、活動水平、攻擊性等行為,這對辨識適宜的配偶和進行正確的求偶交配至關重要。

此外,性激素還能透過改變動物的嗅覺敏感性起到重要作用。

研究發現,雄性小鼠在交配前會分泌出睪酮等雄激素,這些激素能顯著增強其對雌性小鼠尿液中資訊素的嗅覺敏感度,從而提高其捕捉氣味訊號的能力,這對於搜尋和定位潛在配偶至關重要。

那性激素是如何改變嗅覺敏感性的呢?學者發現,這與嗅球區蛋白表達的改變有關。

性激素能上調嗅球區某些感受器蛋白的表達,這增強了對特定氣味分子的吸重力和捕獲效率。

此外,還會使嗅覺神經元對資訊素訊號的電生理響應更加敏銳。

實驗數據表明,閹割後的雄鼠嗅覺反應明顯低於完整雄鼠。

同時,嗅覺適應的時間也被縮短,氣味適應會減弱動物對訊號的敏感度。

研究發現睪酮能抑制這種適應過程,保證雄鼠對配偶資訊素的持續關註。

除此之外,性激素還能促進嗅球新生神經元的生長,這對繁殖期提高嗅覺靈敏度也很重要。

相反,懷孕期和哺乳期母鼠也會增加對幼仔氣味訊號的敏感性。

這是雌激素雌二醇促進嗅覺發育的結果,能幫助母鼠感知、辨識自己的後代。

有實驗發現,異常升高的雌二醇水平會使母鼠錯誤地把非己方後代當成自己兒女,產生誤導性的母性關懷行為。

類似地,在其他哺乳類動物中,性激素調節嗅覺也扮演關鍵角色。

譬如,性成熟的母牛會分泌更多促黃體生成素,這會提高其對新生小牛氣味的敏感度,並促進母性行為的產生。

顯然,嗅覺是最重要的社交感覺通路。

性激素透過提高動物對配偶和後代資訊素的嗅覺靈敏度,讓它們能更準確地感知和評估異性的存在,這無疑可以增加成功求偶的概率,是維持物種延續的重要途徑之一。

可見,性激素猶如自然界中一雙「無形之手」,它透過影響大腦中樞、調節訊號分子、改變感覺閾值等多種途徑,主導和操縱著動物的社交及求偶行為。

正是這種「魔力」推動著生命不斷延續和演化。

獎賞的甜蜜

性激素解釋了動物繁殖的原始沖動,但想要長期持續地進行繁殖行為,還需要一個重要機制的支持,那就是——獎賞機制。

性激素解釋了動物繁殖的原始生理驅動,但想要長期持續地進行繁殖行為,還需要大腦獎賞系統的支持,這是一套復雜的神經回路機制,當動物成功交配後,獎賞系統會被強烈啟用。

具體來說,腹側被蓋區等獎賞中樞釋放出大量多巴胺和內啡肽,這些都是極富愉悅感的神經化學信使。

譬如多巴胺,其濃度升高能讓老鼠不斷按下開關獲取食物獎勵,即使獎賞早已被取消。

類似地,在交配期動物大腦中也出現這些神經遞質的暴漲。

這給它們的中樞神經系統帶去一次強烈的正向體驗,產生近似毒品快感的生理獎賞。

行為主義學派的心理學家甚至把性行為直接視為一種特殊的「自然獎勵」。

值得註意的是,這種性行為獎賞通常都伴隨著伴侶偏好現象,即動物會選擇與特定異性個體交配。

同類動物個體間存在著天然的吸重力差異,伴侶偏好使得獎賞體驗更強,所以配偶的選擇性很重要。

此外,腦內啡肽也廣泛參與了獎賞機制的調控。

這類神經肽能與阿片受體結合,模擬嗎啡等阿片類藥物抑制痛覺的效應,讓動物感到愉悅。

有實驗表明,阻斷母鼠腦內啡肽後,其會喪失對幼崽的正常照顧性和母性養育行為。

可以說,繁殖交配本身就是一次絕佳的生理獎賞體驗,即使不會從後代那裏獲得任何實際利益,腦內的正向反饋也足以讓動物上癮、樂此不疲。

這方面與人類對社交媒體中「點贊」和「關註」的依賴性也有相通之處,獎賞機制奇妙地激發了人和動物的愉悅情緒。

當然,這套獎賞系統並非完全依賴腦內材質,外源性資訊素訊號被證實也與其高度耦合。

比如,剛分娩的母鼠會釋放特定資訊素,而父鼠一旦嗅到這種氣味就會出現育兒類行為,這屬於一種父性獎賞的體現。

那這種父母雙方的育兒獎賞是如何產生的呢?研究顯示,母親資訊素中的一些化合物能夠滲透進入父鼠大腦,直接或間接啟用獎賞相關神經回路,最終驅使公鼠參與到育兒活動中。

父性獎賞這種現象在脊椎動物中較為常見,不僅如此,配偶之間也會相互產生獎賞反饋。

比如在「一夫一妻制」的靈長類動物中,伴侶間資訊素的雙向交換能強化和維系兩性關系,讓它們更加穩定地生活在一起,共同照料子女。

這種基於氣味的配偶獎賞機制同樣也見於人類身上。

換句話說,繁殖行為既帶來內源性獎賞,也利用外源性訊號產生更豐富的情感體驗,而後者往往能應對更加復雜的家庭關系圖景。

這種融合內外驅力的機制,為動物的社會性繁殖模式提供了更大的靈活性和延展性。

模仿的能力

相較於更基礎的無脊椎動物,哺乳類動物的繁殖行為通常需要依賴於後天學習和模仿。

海獺、黑熊等動物並不能僅僅依靠本能就正確交配,正常的求偶禮儀需要後天觀察和練習。

以海獺為例,公海獺需要透過模仿同類行為學習一系列求愛儀式,比如水下表演、用石頭敲打胸口、用海藻搭窩等舉動,這些舉止才能逐步吸引母海獺的註意和興趣。

母海獺也需觀察母親的各種育兒技巧,比如怎樣用海藻和軟枝毛茸茸地裹住幼崽防止它們在水流中飄走。

如果海獺幼崽被隔離人工餵養長大,缺少同類的示範照拷,它們成年後就無法擁有正常的社交技能和求偶習慣。

這種情況下,即使註射著性激素進入了生理性發情期,兩只異性海獺被放在一起也無法自發正確完成交配行為,這證明了模仿學習對繁殖過程的重要性。

那為何哺乳動物需要更多地依賴後天學習和模仿呢?這與大腦前進演化有關。

海馬體、新皮質等腦區容積的擴張,使得哺乳動物擁有更強的智力、更復雜的社會結構,同時也需要後天豐富的環境經驗來適應、運用這些新結構帶來的認知潛能。

此外,哺乳動物撫養後代的時間更長,這為幼仔提供了充分觀察同類、模仿行為的時機。

相較而言,更基礎的動物通常只依賴簡單的本能行為就可以完成繁殖,雖有少數證據表明它們也存在一定的社交學習,但遠不及哺乳動物的依賴性。

當然,我們也不能低估低等動物的學習能力。

果蠅幼蟲也會透過觀察模仿同窩個體的交配策略;蜘蛛更會根據環境變化主動調整求偶訊號方式以取得前進演化優勢。

這些都展現出生命前進演化的奇妙之處。

所以,後天習得的行為模式在很大程度上拓展了動物界的社交性和文化多樣性。

它使得個體間不再嚴格限制在種內本能的範圍,而是以更加開放、包容的態度面向同類,共同譜寫物種文明的新篇章。

這種模仿融合的能力成就了從原始到復雜的演化形態,也造就了動物行為的豐富多姿。

生命的延續看似復雜,實則也簡單。

在繁衍這件事上,激素、獎賞和模仿共同促成了動物們交配的持續興趣。

盡管不懂其中的奧秘,但生命擁有自我延續的本能和智慧,也許這就是生命神奇而偉大的地方吧。

參考資料

Evolution of Reproductive Behavior,2020 Jan;214(1):49-73. doi: 10.1534/genetics.119.302263.

The evolution of human reproduction: a primatological perspective,2007:Suppl 45:59-84. doi: 10.1002/ajpa.20734.

The evolution of our understanding of human development over the last 10 years,Nature Communications volume 12, Article number: 4615 (2021)