Cichlidefisks nysgerrighed fremmer biodiversitet:Hvordan udforskende adfærd hjælper med økologisk tilpasning

Cichlidefisk udviser forskellige grader af nysgerrighed. Årsagen til dette ligger i deres gener, som rapporteret af forskere fra University of Basel i tidsskriftet Science . Denne egenskab påvirker cichlidernes evne til at tilpasse sig nye levesteder.

Udforskende adfærd er et af de grundlæggende personlighedstræk hos dyr - og disse træk påvirker blandt andet deres sandsynlighed for at overleve. For eksempel kan nysgerrige individer bebo forskellige områder i deres levesteder sammenlignet med mere forsigtige artsfæller. Samtidig udsætter de sig dog for en større risiko for at blive opdaget og spist.

Udforskende adfærd som en faktor i evolutionen

Cichliderne i Afrikas Tanganyikasø udviser ekstraordinær mangfoldighed med hensyn til form, kost, habitat og farve. Dette giver dem mulighed for at bebo forskellige økologiske nicher og derfor deltage i mindre konkurrence med hinanden. Forskere har længe haft mistanke om, at også nysgerrighed virker som en drivkraft i dannelsen af ​​nye arter og derfor biodiversitet.

Nu har et forskerhold ledet af professor Walter Salzburger fra universitetet i Basel brugt eksemplet med de ekstremt forskellige cichlidefisk i Tanganyika-søen til at undersøge, hvilken rolle adfærdsforskelle spiller i tilpasningen til forskellige økologiske nicher.

I alt ni måneder registrerede førsteforfatter Dr. Carolin Sommer-Trembo den "udforskende adfærd" af 57 forskellige cichlidearter ved den sydlige bred af Tanganyika-søen i Zambia. Til dette formål lavede zoologen videooptagelser af, hvordan de omkring 700 cichlider fanget i søen opførte sig i et nyt miljø i form af store forsøgsdamme. Hun slap derefter dyrene ud i naturen igen.

Tilbage i Basel brugte Sommer-Trembo disse videoer til at bestemme, hvilke områder af forsøgsdammen hver fisk udforskede inden for en 15-minutters periode. "I det hele taget blev der observeret store forskelle i udforskningsadfærd mellem cichlidearterne, og disse forskelle blev også bekræftet under laboratorieforhold," siger evolutionsbiologen.

Detaljerede analyser af dataene afslørede en stærk sammenhæng mellem udforskende adfærd og levested - og kropsform - for de respektive cichlidearter. For eksempel er arter, der lever nær kysten, med en omfangsrig kropsform, mere nysgerrige end aflange arter, der lever i åbent vand.

"Dette sætter fokus tilbage på dyrs adfærd som drivkraften bag vigtige evolutionære processer," siger Sommer-Trembo.

Specifikke mutationer gør fiskene mere nysgerrige

For at undersøge det genetiske grundlag for de observerede adfærdsforskelle hos cichlider, arbejdede forskerholdet sammen med Dr. Milan Malinsky fra Universitetet i Bern for at udvikle en ny metode til at analysere de eksisterende genomer, der gjorde det muligt for dem at sammenligne data på tværs af forskellige arter.

Ved hjælp af deres nye metode identificerede forskerne en genetisk variant i genomet af cichlider, der viste en næsten perfekt korrelation med udforskningsadfærd:arter med et "T" på denne specifikke position i DNA'et er nysgerrige, mens arter med et "C" er mindre udforskende.

Da forskerne brugte den "genetiske saks" CRISPR-Cas9 til at inducere målrettede mutationer i den tilsvarende region af genomet, ændrede fiskens udforskningsadfærd sig - de blev mere nysgerrige. Desuden var holdet i stand til at bruge kunstig intelligens og information om den genetiske variant, kropsstruktur og habitat til at forudsige den udforskende adfærd af cichlidearter, som i første omgang ikke var blevet undersøgt for deres udforskende adfærd.

Konsekvenser for menneskelig adfærd?

Den genetiske variant, som forskerne har identificeret, er placeret i umiddelbar nærhed af genet cacng5b, som viser aktivitet i hjernen. Dette er den "fiskede" version af et gen, som også findes i andre hvirveldyr. For eksempel er den menneskelige variant forbundet med psykiatriske sygdomme som skizofreni og bipolære lidelser, som igen kan være korreleret med personlighedsforstyrrelser.

"Vi er interesserede i, hvordan personlighedstræk kan påvirke mekanismerne for biodiversitet i dyreriget," siger Sommer-Trembo. "Men hvem ved:i sidste ende kan vi også lære noget om grundlaget for vores egen personlighed."

Flere oplysninger: Carolin Sommer-Trembo et al., Genetik af nichespecifikke adfærdstendenser i en adaptiv stråling af cichlidefisk, Science (2024). DOI:10.1126/science.adj9228. www.science.org/doi/10.1126/science.adj9228

Journaloplysninger: Videnskab

Leveret af University of Basel