黄腹土拨鼠报警鸣叫倾向性的遗传探秘：自然与陷阱情境下的差异与共性

为探究黄腹土拨鼠报警鸣叫倾向性的遗传特性，研究发现其具有遗传性且依赖情境，对理解反捕食行为演化意义重大。

　　在动物的生存之战中，报警鸣叫（Alarm calling）是一种常见却充满谜团的反捕食行为。当危险悄然逼近，有些动物会发出警报，提醒同伴注意，但这一行为也可能让自己成为捕食者的目标，陷入两难境地。过往研究虽揭示了报警鸣叫的诸多特点，如鸣叫结构会随捕食风险变化，且具有个体独特性和一定遗传性，但令人惊讶的是，却无人探究报警鸣叫倾向性的遗传性。

此外，个体在反捕食行为表现上存在差异，且部分行为具有重复性，像减少活动、逃跑倾向、躲避时长等，这表明个体间存在稳定差异。同时，一些反捕食行为如对捕食者的气质（大胆或恐惧）和警戒性，已有研究证实具有显著遗传性。但这些发现仍不足以完全解释动物反捕食行为的遗传机制。

为了填补这些知识空白，来自美国洛基山生物实验室（Rocky Mountain Biological Laboratory，RMBL）的研究人员展开了深入研究。该研究成果发表在《Animal Behaviour》上。

研究人员以黄腹土拨鼠（Yellow-bellied marmots）为研究对象，这是因为它们在 RMBL 已被研究超六十年，长期的观察积累了丰富数据，且已构建分子谱系，为研究多代个体的报警鸣叫行为提供了绝佳机会。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先，从 2002 年到 2022 年，对黄腹土拨鼠进行定期诱捕和广泛观察（每年约 1000 小时）。通过成熟技术活捕并标记个体，记录诱捕时是否鸣叫。在土拨鼠活动高峰时段，利用望远镜在不干扰其行为的距离外观察，记录自然报警鸣叫情况。其次，每年采集毛发样本提取 DNA，分析 12 个微卫星位点的遗传变异，确定亲子关系构建多代谱系。最后，运用定量遗传动物模型（quantitative genetic animal model），将年龄、性别、山谷位置、群体大小和捕食指数作为固定效应，估算遗传力等参数。

研究结果

1. 报警鸣叫的重复性和遗传性：研究共记录 4101 次观察数据，发现自然环境下报警鸣叫遗传力（h2）为 0.05，陷阱诱发鸣叫在潜在尺度（probit transformed）遗传力为 0.21，观察尺度为 0.11，二者遗传相关性为 0.338 ，表明这两种情境下的报警鸣叫行为在遗传层面既相似又存在差异，且两种鸣叫特性都具有重复性和遗传性。
2. 随机效应和其他因素影响：研究检测到个体永久环境、年份和群体的显著随机效应。群体大小对自然观察到的报警鸣叫率有负面影响，即群体越大，个体鸣叫越少，但对陷阱诱发鸣叫率无影响。幼年土拨鼠在两种情境下报警鸣叫都比成年个体更频繁，雄性在陷阱中比雌性叫得更多。

研究结论与讨论

此次研究首次证实黄腹土拨鼠报警鸣叫倾向性具有遗传性，但受情境影响。较低的遗传力表明其他内外部因素对报警鸣叫倾向性也至关重要。陷阱诱发鸣叫的遗传力高于自然观察到的鸣叫，可能与数据收集方式有关。自然观察时，难以确定鸣叫个体身份，导致部分个体报警鸣叫率被低估，增加了表型变异。

研究还发现不同情境下报警鸣叫遗传相关性低，意味着共享解释位点可能较少，仅研究一种情境来推断自然报警鸣叫倾向性并不可靠。该研究表明反捕食行为存在定量遗传变异，在自然选择下可能进一步演化，但维持这种变异的因素尚不明确，未来需深入探究年龄和性别相关选择以及环境因素对反捕食行为特征遗传变异的影响。

总的来说，这项研究为理解动物反捕食行为的遗传机制提供了关键证据，揭示了黄腹土拨鼠报警鸣叫倾向性的遗传特性，强调了考虑多种因素研究动物行为的重要性，为后续研究指明了方向，对推动动物行为学和进化生物学发展具有重要意义。