为什么有些动物会与他们的伴侣有关，有些则不是?根据德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员领导的一项新研究，该研究对10种脊椎动物进行了研究，进化使用了一种通用公式将非一夫一妻制转变为一夫一妻制物种 - 提高了一些基因的活动和转向大脑中的其他人。

“我们的研究跨越了4.5亿年的进化，这是多久以前所有这些物种共同拥有的共同祖先，”UT奥斯汀综合生物学系的研究助理Rebecca Young说，该研究的第一作者今天发表在“期刊”上。美国国家科学院。

作者将动物的一夫一妻制定义为与一个配偶在至少一个交配季节形成一对配对，至少分享一些抚养后代和保护年轻人共同捕食者和其他危害的工作。如果他们偶尔与另一个人交配，研究人员仍然认为动物是一夫一妻制的。

研究人员研究了五对密切相关的物种 - 四种哺乳动物，两只鸟，两只青蛙和两种鱼 - 每种都有一个一夫一妻制和一个非一夫一妻制成员。这五对代表了一夫一妻制独立出现的脊椎动物进化的五倍，例如当非一夫一妻的草甸田鼠及其近亲时，一夫一妻制的草原田鼠分成两个独立的物种。

研究人员比较了所有10个物种的雄性大脑中的基因表达，以确定与密切相关的动物相关的每个进化过渡中发生了哪些变化。尽管一夫一妻制作为一种行为的复杂性，他们发现每次都发生基因表达的相同变化。这一发现表明，通过基因在大脑中的表达方式，复杂的社会行为是如何产生的。

这项研究涵盖了比以前探索的更广泛的进化时间。其他研究已经研究了与进化向新性状转变相关的遗传差异，但它们通常关注的是最多数千万年进化分离的动物，而不是本研究所研究的数亿年。

“大多数人不会期望在4.5亿年内，每次都会以相同的方式过渡到这种复杂的行为，”Young说。

该论文的其他UT奥斯汀作者是资深作者Hans Hofmann教授和Steven phelps教授。研究人员使用RNA测序技术和来自每个物种的三个个体的组织样本检查了10个物种的基因组中的基因活性。科学家使用生物信息学软件和德克萨斯高级计算中心的Wrangler数据密集型超级计算机检测了物种间的基因活动模式。根据序列相似性将来自远缘相关物种(如鱼类和哺乳动物)的基因安排到群体中，该团队能够确定导致配对连接和共同育儿的共同进化公式，这五个物种表现出一夫一妻制。