在各个平行世界里，基因扮演了什么角色？

为了调查基因在社会结构进化中扮演的角色，莱斯大学(Rice University)的研究人员创建了一个实验，他们将实验与1998年的电影《楚门的世界》(the Truman Show)进行了对比。20只基因相同的果蝇被放置在98个受控的笼子里，摄像机记录了它们的互动。本周发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项研究显示，无论生活条件如何，在每个“圈地”中，相同的克隆个体占据着相同的社会地位，这证明了受欢迎程度是可以遗传的。

　　

休斯顿-(2021年6月7日)-如果20个人的相同版本生活在几十个不同的世界，同样的人会在每个世界受欢迎吗?

如果你把这个问题中的“人”换成“果蝇”，你就对莱斯大学的一项研究进行了公正的描述，该研究表明，社会结构的进化以及在这些结构中个人的地位部分是基于基因的。

克隆果蝇在这项研究中扮演了重要角色，研究人员开玩笑地把这项研究比作“楚门的世界”，即用摄像机观察果蝇在受控环境中的行为。

在本周发表在《自然通讯》(Nature Communications)网站上的这项研究中，莱斯大学的生物科学家埃里克·维斯(Eric Wice)和朱莉娅·萨尔茨(Julia Saltz)测量了98个基因相同的果蝇群体中的个体之间的社会互动。每组20个无性系。这20个克隆在基因上各不相同，但在98组中都包含相同的克隆，它们生活在不同环境条件下的不同围场中。

维斯和萨尔茨发现，在每个封闭的“世界”中，相同的克隆体占据着相同的社会地位，而不考虑生活条件的变化。

“在动物世界中，社会结构变化巨大，我们感兴趣的一个大问题是‘这种变化是如何进化的?’”莱斯大学生物科学副教授萨尔茨说。“为了进化的发生，社会结构必须是可遗传的，我们证明了这一点。”

萨尔茨实验室的博士生维斯说，尽管基因变异只是解释了苍蝇社会网络位置的部分变化，但他和萨尔茨发现的遗传力估计足以推动进化变化。

“我们知道是否社会群体的结构和网络结构的发展随着时间的推移,我们必须知道如何个人的遗传基础是嵌套在他们的社交网络,我们还必须知道如何自然选择作用于社会群体结构,“那说。“我们在这个实验中同时研究了这两种东西，这是以前从未做过的。”

威斯说，之前的研究表明，社会网络的结构可以通过自然选择进化，但很少有基因组成的社会网络结构被描述。

维斯说:“我们把这些东西同时结合起来，看看社会群体的结构将如何进化，以及它可能如何对选择做出反应。”

维斯表示，该研究发现，由基因解释的社会地位差异“大约在2.4%至16.6%之间。”鉴于几乎所有的生物都表现出某种形式的社会组织，研究人员的发现可能适用于人类和细菌等多种物种，维斯说。

萨尔茨说，一些研究探索了人类的受欢迎程度是否也可以部分解释为遗传因素。但她补充说，设计一个实证测试基本上是不可能的。

“最好的办法就是弄一对同卵双胞胎，然后拍《楚门的世界》(Truman Show)，”她说。她指的是1998年的一部电影，片中主角在不知情的情况下生活在一个受控制的环境中，这是电视真人秀的一部分。“你把一个双胞胎放到一个楚门秀的泡泡里，另一个放到另一个楚门秀的泡泡里，然后看看他们最终是否会有同卵双胞胎朋友。”

本质上，这就是她和Wice用苍蝇做的实验。

“我们样本中的任何两种基因型与随机选择的两个人在基因上是密切相关的，”维斯说。“但我们基本上可以复制每只果蝇，然后反复测试同卵双胞胎。”

由于维斯通过拍摄每个笼子里的苍蝇来收集社会互动的数据，所以进行这个实验很像同时制作98个杜鲁门秀，但是“每个秀里有20个杜鲁门，”维斯说。

根据苍蝇之间数千次的互动，研究人员以五种方式测量了它们在社交网络中的位置。计算机软件对这些互动进行了统计和分类，并“观看”了98组苍蝇的数十个小时的视频。虽然“受欢迎程度”这个词没有出现在论文中，但萨尔茨说这很贴切，因为测量的一些关键参数等同于“你有多少朋友，你的朋友是否彼此是朋友”。

值得注意的是，维斯和萨尔茨发现，即使通过改变围场中的食物质量来改变环境，它们在围场网络中的社会地位仍然保持不变。有些食物含有更多的蛋白质，有些食物含有更多的碳水化合物。在其他情况下，苍蝇的可用卡路里更少。总共有五种食物，每种食物大约有20组苍蝇。

“我们的研究结果表明，我们预计社会结构会在不同的营养环境中以不同的方式进化，”维斯说。“这很重要，但还需要进一步的研究来确定营养差异会带来什么样的变化。”

最后，维斯和萨尔茨希望了解更多关于营养、攻击性行为和其他因素影响社会结构进化的方式。

“是什么创造了社会结构?”沙尔茨说。“群体结构是许多不同个体固有的突现属性，一定有一些基本原则塑造了这些结构的进化。”

一个人在社会网络中的地位依赖于其他个体的行为，这一事实使进化社会结构的研究复杂化了，维斯说，他注意到，五年前维斯开始博士学习时，他们在分析中使用的一些工具还不存在。

“这不是独立的数据，这违反了很多统计测试和假设，”维斯说。“这些工具一直在改进，如果未来五年内出现新的工具，让我们从目前收集的数据中了解到更多信息，我不会感到惊讶。”

这项研究得到了美国国家科学基金会(1856577)的支持，这是一笔来自进化研究学会和休斯顿畜牧展和牛仔竞技会的罗斯玛丽赠款。

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10.1038/s41467-021-23672-1

https://doi.org/10.1038/s41467-021-23672-1

https://youtu.be/zi9atHy5vv8