螞蟻、魚類、火烈鳥、馴鹿都成群活動。地球上居住著社會性生物，這是自然天成的。即使是低等的蠕蟲，也得益于群體生活。美國洛克菲勒大學的最新研究分析了一種模式蠕蟲的社會習性，找到了一種名為RMG的神經(jīng)元，它“決定”了這些蠕蟲是合群還是獨處。
這項成果最近發(fā)表在《自然》雜志上。洛克菲勒大學神經(jīng)回路和行為實驗室主任Cori Bargmann主持著這項研究，他說：“因為蠕蟲決定與同類共處的相關(guān)信息都匯聚在RMG里，并且在此作出決定，所以我們認為，這些RMG神經(jīng)元構(gòu)成了世界上最簡單的社會性大腦。
秀麗線蟲緊密的神經(jīng)系統(tǒng)僅有302個神經(jīng)元細胞，其中的一對神經(jīng)元組成了這個世界上最簡單的社會性大腦。事實證明，即使是這么簡單的大腦，也是相當復雜的。一大堆遺傳和環(huán)境因素都會影響線蟲的決策過程。RMG神經(jīng)元是一個網(wǎng)狀感覺神經(jīng)元中央集成中心，蠕蟲通過它分析周圍環(huán)境，例如是否找得到食物，空氣中氧氣含量的多少，也能分析其它已知影響群居行為的因素。只有當條件合適時，蠕蟲才會群居。Evan Macosko在Bargamnn實驗室攻讀M.D.-PhD, 他發(fā)現(xiàn)導致群居與其它蠕蟲的信息素有關(guān)。 RMG和一種信息素探測神經(jīng)元ASK在產(chǎn)生社會行為的“軸輻式”神經(jīng)回路中扮演重要角色。
目前知道，多種生物因信息素而傾向于群居生活，從螞蟻、飛蛾等昆蟲，到草原野鼠等哺乳動物，甚至人類，無一例外。社會性動物秀麗線蟲通體透明，只有一毫米長，在這種動物中，也有著相同的現(xiàn)象。線蟲中雌雄同體較為常見，雄性卻很少，ASK神經(jīng)元就參與了雌雄體對雄性性吸引過程，而Bargmann發(fā)現(xiàn)ASK可以感知信息素，ASK神經(jīng)元在獨處的雌雄同體蠕蟲里相對活性較低，因為它們故意忽略或避免接觸信息素。但是，在社會性蠕蟲中，RMG放大了對信息素敏感的ASK神經(jīng)元信號，導致蠕蟲相互接觸，最終提高了它們的社會性。
Bargamann說，輻軸式神經(jīng)回路在秀麗線蟲體內(nèi)很罕見，但在繪制其中樞系統(tǒng)回路圖時卻不可或缺，需要專門考慮。這種回路中的神經(jīng)元主要通過由細胞間隙連接的電突觸傳達信息，而不是通過更常見的化學突觸。他認為，軸輻式回路是信息集成的部位，協(xié)調(diào)蠕蟲及其它生物的不同特異性行為。
RMG神經(jīng)元是蠕蟲社會性大腦的中心，也是社會行為遺傳差異的關(guān)鍵。蠕蟲大腦中的一種受體基因的活性決定，雌雄同體的蠕蟲是否會更社會化、在照片中顯示聚集狀態(tài)，還是更喜歡獨居。NPR-1受體基因調(diào)節(jié)了RMG神經(jīng)元的活性水平，于是在調(diào)整社會行為時，基因和環(huán)境協(xié)調(diào)一致，發(fā)揮相同的作用。
Bargmann也是霍華德•休斯醫(yī)學研究所的研究員，他表示：“只有在特定的環(huán)境中，具有特定的基因型，蠕蟲才能決定進行群居。事實上，群居只是一種調(diào)節(jié)性行為，具有選擇性，而非強制性。行為就是由基因、經(jīng)驗和現(xiàn)狀在選擇中作出決定的過程。”
參考文獻：輻軸式神經(jīng)回路導致秀麗線蟲的信息素吸引和社會行為，《自然》，2009年 （環(huán)球科學編譯 copperoxygen）
