Genetic and behavioural repertoires support olfactory communication in wild capuchin monkeys
这项研究表明,野生白脸卷尾猴拥有进化受限的犁鼻器受体基因,并表现出多样化的嗅觉行为,为嗅觉在其复杂社会生活中发挥的重要作用提供了令人信服的证据。
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几十年来,灵长类动物进化的故事在很大程度上是通过视觉的角度来讲述的。科学家们长期以来一直强调,猴子和猿类是如何放弃对嗅觉的高度依赖,转而进入一个色彩鲜艳、细节清晰的世界。这种转变在它们的解剖结构中清晰可见:它们失去了许多其他哺乳动物所具有的湿润鼻尖,并且它们的脑部在处理视觉的区域出现了大规模扩张。因此,在这些社交性动物中,嗅觉常被视为一种逐渐消退的遗迹,一种因变得过于微弱而无法在复杂日常生活中发挥主要作用的感觉。然而,随着研究人员意识到,即使是拥有敏锐视觉的动物,可能仍在通过无形的化学信号来导航其社交世界,这一观点正开始发生转变。要理解这一过程是如何运作的,必须观察两件事:动物拥有的检测气味遗传工具,以及它在发送或接收这些气味时表现出的实际行为。如果一种动物拥有探测特定化学线索的遗传硬件,并且在社交场合中被观察到利用这些线索,这就表明嗅觉仍然是一个至关重要且活跃的通信渠道。
一个研究小组旨在白头卷尾猴身上测试这一想法,这是一种在哥斯达黎加和巴拿马森林中高度社会化的物种。他们从两个角度切入问题,将对卷尾猴DNA的深度挖掘与在野外进行的数百小时细致观察相结合。首先,他们研究了犁鼻受体(vomeronasal receptor)的遗传蓝图,这是一种专门用于接收社交化学信号(如费洛蒙)的特殊基因类型。在许多哺乳动物中,这些基因数量众多且高度活跃,但在灵长类动物中,它们被认为正在退化或消失。研究人员从95只野生卷尾猴中收集了DNA,使用了血液和组织样本,并使用了一种巧妙的非侵入式方法,通过对粪便样本进行细胞分类来提取纯净的猴子DNA。随后,他们扫描了遗传密码,以查看这些受体基因中有多少仍然完整且具有功能。
遗传分析揭示了令人惊讶的韧性。研究人员并没有发现一个充满破碎或无用基因的基因组,而是发现卷尾猴拥有一套由12个完整的受体基因组成的系统。这些基因不仅存在,而且显示出受到严格进化压力以保持不变的迹象。在野外,那些没有用处的基因往往会随着时间的推移积累随机错误并发生崩溃。这些特定的基因在不同种群之间保持得如此干净且一致,这一事实表明自然选择正在积极地保护它们,因为它们发挥着重要的作用。研究人员还将这些嗅觉基因与已知会自由变化的基因组其他部分进行了比较,而这些嗅觉基因表现得异常稳定。这种遗传证据表明,卷尾猴保留了一个功能性的系统来检测社交气味,反驳了它们已经完全丧失这种感觉的观点。
为了观察这种遗传潜力是否转化为了现实世界的行为,研究团队在野外观察了数月。他们将注意力集中在成年雄性身上,因为雄性通常是社交信号传递中最活跃的参与者,并记录了每一次嗅闻、舔舐或气味标记的行为。他们建立了一个包含23种不同行为的详细目录。研究发现,这些猴子经常参与嗅觉交流。它们会将脸部和身体在树枝上摩擦,将手脚在尿液中清洗后又将其抹在皮毛上,或者专注地嗅闻地面或其他猴子。有些行为显然具有社交属性:一只雄性可能会进行尿液清洗,然后向另一只雄性展示它的手以供嗅闻;或者一个群体可能会跟随前一天由竞争对手群体留下的路径,通过嗅闻树枝来收集信息。研究人员注意到,这些行为发生得非常频繁,有些个体每天会进行数十次与气味相关的动作。
研究还发现,这些行为会随季节变化。在旱季,当空气干燥且森林湿度较低时,猴子进行尿液清洗的行为增多,这可能是因为气味信号在干燥的空气中留存时间更长。在雨季,由于降雨可能会冲刷掉气味,研究人员观察到猴子更多地去嗅闻地面和树枝,这可能是为了更接近那些已被稀释的气味源。这些模式表明,猴子并非只是随机地嗅闻,它们正在根据环境调整行为,以最大限度地利用其化学通信。研究人员观察到,这些信号被用于多种情境:建立统治地位、寻找配偶、加强家族纽带,以及追踪竞争对手群体的移动。
遗传证据与行为证据的结合描绘了一幅清晰的画面,展现了一个高度依赖嗅觉的物种。白头卷尾猴并未失去其嗅觉;相反,它保留了一套特定的遗传工具来检测社交化学物质,并不断利用它们来导航其社交世界。这一发现挑战了长期以来认为猴类几乎完全依赖视觉和听觉的观点。它表明,对于这些动物而言,世界不仅是一个视觉景观,也是一个由无形化学信息构成的丰富织锦,引导着它们的社交关系、等级制度和生存。这项研究并非声称嗅觉是这些猴子唯一的交流方式,但它明确证实了嗅觉是它们日常生活中强大且活跃的一部分,与它们敏锐的眼睛和响亮的叫声共同塑造了它们的社会。
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