鬣狗的社会地位从它们的粪便中可见一斑

俗话说，人人都会排便。因此，我们很容易认为粪便是一种阶级统一剂，可以将不同阶层的动物团结在一起。但从科学角度来看，事实并非如此——至少对于鬣狗而言并非如此。根据新研究，社会地位高低的斑鬣狗具有表观遗传差异，这可以在它们的粪便中检测到。换句话说：根据 3 月 28 日发表在《通讯生物学》杂志上的一项研究，生物学家可以通过粪便分析来区分高低等级的鬣狗，找到“社会地位的分子特征”。

在鬣狗社会中，一些个体比其他个体更占优势。由此产生的等级决定了动物如何互动和获取食物。地位较高的鬣狗可能更受欢迎，参与更频繁、更成功的社交活动。它们也不需要付出太多努力就能吃到东西。这项新研究表明，这些社会规范具有深远的影响，甚至改变了动物的 DNA 表达方式。

当环境影响基因时

这些 DNA 改变以表观遗传变化的形式出现，即基因表达方式因环境条件而发生变化。在从粪便样本中提取的肠道细胞中的 149 个表观遗传位点中，高地位鬣狗和低地位鬣狗表现出显著差异。在这两组动物之间，可以检测到 DNA 甲基化的一致变化——甲基基团与细胞内基因组区域结合并沉默某些基因的过程。

很多因素都会影响 DNA 甲基化——其中大部分是遗传的，但有些是终生获得的。食物供应、活动水平、压力、竞争或接触污染物等因素都可能引发甲基化的变化，从而导致基因表达发生变化。一旦发生表观遗传变化，一些变化就会传给下一代。

在鬣狗和其他一些动物中，先前的研究暗示社会地位可能导致表观遗传学变化。这项新研究以之前的研究为基础，用新方法证实了野生鬣狗群体中的这一现象，确定了受甲基化调控的基因，并显示了幼崽和成年鬣狗的变化。这项研究进一步证明了社会环境在动物和人类健康和生理学中发挥着重要作用，并在 DNA 上留下了长期印记。

明尼苏达大学遗传学副教授克里斯托弗·福克 (Christopher Faulk) 表示，这是一项“出色的研究”，它利用更灵敏的技术改进了过去的研究，福克并未参与这项新研究。福克之前曾参与过斑鬣狗 DNA 甲基化研究，但他表示，得益于遗传科学的进步以及利用粪便而不是血液或器官组织的巧妙想法，这项新研究代表了“一项令人印象深刻的技术壮举”。

“如果我们今天重新做这项研究，我们就会用完全相同的方式去做。我认为它采用了非常好的方法，”他补充道。

社会秩序的分子痕迹

鬣狗生活在以雌性为主的部落中，部落有严格的社会等级制度。地位较高的个体服从地位较低的个体，等级由母亲传给女儿。社会秩序决定了如何解决冲突，以及个体需要走多远才能觅食——地位较高的动物优先选择较近的食物来源，而地位较低的鬣狗则需要走更长的路。

科学家们推测，正是这些资源获取方面的差异引发了表观遗传学变化，即使是幼崽也是如此。德国柏林莱布尼茨动物园和野生动物研究所野生动物表观遗传学负责人、资深研究作者亚历山德拉·韦里希 (Alexandra Weyrich) 解释说，为了觅食而外出的低地位母亲比那些待在巢穴附近的母亲花更少的时间哺育后代。她说：“这是社会地位的一个非常早期的印记。”

Weyrich 和她的合著者的研究结果支持这一想法。生物学家收集并分析了 42 只不同鬣狗的新鲜粪便样本，包括 18 只高等级雌性和 24 只低等级雌性（包括幼崽和成年鬣狗）。他们从粪便堆中的肠道上皮细胞中提取 DNA，并确定了高等级和低等级群体之间 149 个差异甲基化区域。许多表观遗传学研究依赖于更具侵入性的方法，例如抽血或采集组织样本。通过使用粪便，研究人员能够避免给研究对象带来压力或危害。“我们不必干扰动物，”Weyrich 说。“这种方法以前从未在野外使用过……它为其他研究野生物种的研究人员开辟了一条巨大的道路。”

研究人员通过分析发现，许多基因与能量转换、免疫系统和肠脑通讯有关，这表明食物获取和其他地位差异对鬣狗的新陈代谢和健康有长期影响。他们进一步发现幼崽和成年鬣狗的甲基化存在差异，成年鬣狗会出现新的表观遗传变化。在对来自同一族群的样本进行的一系列互补测试中，研究作者能够仅根据甲基化特征识别鬣狗的等级高低，准确率高达 80%。尽管这项研究很有说服力，但它依赖于一小群相关鬣狗样本。“这是一个不错的结果，”Weyrich 说，“但需要在其他种群中进行测试”以证明这种模式，她补充道。

从鬣狗到人类

“野生鬣狗实际上是人类的绝佳模型，”福克说，因为它们具有微妙的社会动态和行为复杂性。他在实验室小鼠身上进行了大量表观遗传学研究，但他说鬣狗提供了不同层次的洞察力。“它们没有受到实验室或驯养的人工操纵。”

大量针对人类和啮齿类动物的研究表明，早期生活经历可能导致表观遗传变化。韦里奇说，虽然这不是直接的一对一比较，但这项新研究“可以推断”到人类身上。“我们必须要谨慎一点，”她补充道——指出还需要进行更多研究，而且表观遗传压力下的确切基因区域可能有所不同，但这项研究确实表明，社会地位和资源获取对哺乳动物的基因表达有重大影响。尽管不同物种的社会等级各有不同，但如果鬣狗身上发生了这种情况，那么人类身上也可能会发生这种情况。

“这项鬣狗研究直接有助于我们了解人类社会环境如何影响我们的健康和患病风险，”福克说。“这是一项非常有用且重要的研究方向。”

更新于 2024 年 3 月 28 日下午 1:29 ：一些术语已被调整，以澄清表观遗传和基因变化之间的区别，并更准确地描述鬣狗的社会结构。