論文标題：Are personalities geneticallydetermined? Inferences from subsocial spiders

期刊：BMC Genomics

作者：JessicaPurcell & JonathanN. Pruitt

發表時間：2019/11/22

DOI：10.1186/s12864-019-6172-5

與其他物種相似，蜘蛛也會表現出可以被描述為“個性”的個體行為。在這篇發表于BMC Genomics的文章中，作者闡明了基因對這一現象的影響。

養寵物的人會意識到動物在行為上有很大的個體差異。例如，一些狗在參觀一個新地方時很好奇，很獨立，而另一些狗則很膽小，會觀察主人的反應。研究動物行為的研究人員現在認識到，同種動物個體之間的這種差異（有時被稱為“動物性格”）是普遍存在的，并影響着個體與環境的相互作用。

讀者們可能會驚訝地發現，盡管蜘蛛個頭很小，但它們一直是動物性格變化研究的重點。一些種類的蜘蛛表現出一系列協調的行為特征，這些特征在不同個體之間有所不同，但一定時間内在某個特定個體中卻非常一緻。這些行為通常介于“大膽”和“羞怯”之間。大膽的個體能從假裝的攻擊中快速恢複，并且在攻擊一個被蛛絲纏繞的新獵物時具有較短的延遲期，而羞怯的個體在攻擊獵物前往往會花更多的時間來裝死。

在過去的十年裡，這些個性特征已經在不同的生态和社會環境中被研究過。雖然之前的多代研究提供了一些證據，表明一些性格特征可能會從親本那裡遺傳給後代，但我們對這些複雜行為特征的遺傳基礎缺乏了解。即使在蜘蛛之外，對行為特征的遺傳學研究也落後于對身體特征的研究，比如體色。這有幾個原因，首先，測量行為是具有挑戰性的，因為它必須用活的有機體來完成。其次，研究人員認為，行為是由基因和個體之前的經曆共同決定的，因此，基因變異和行為特征之間不太可能存在完美的聯系。最後，考慮到許多行為特征的複雜性，我們預計它們會受到多個基因的影響，而發現這種模式的能力卻是有限的。

在一定時間内，蜘蛛個體會表現出一緻的行為

然而，尋找與感興趣的特征相關的遺傳标記很重要，它使我們能夠調查行為的起源和潛在原因。遺傳标記也成為未來研究的一個有價值的工具。BMC Genomics 上的一項新研究試圖通過識别與栉足蛛（Anelosimus studiosus）的性格特征相關的遺傳标記來填補這一知識空白。

今天，基因組學的進步促進了對生物體中遺傳關聯的研究，而這在以前的遺傳研究中并不是重點。為了使用這些新興的工具，Jonathan Pruitt和我對田納西州東部河流和湖泊的蜘蛛進行了采樣。我們使用了标準的行為測試（驚吓測試）來确定每個蜘蛛個體在受到幹擾後的恢複時間（在這種情況下，間斷的空氣氣流作用于蜘蛛的身體）。在測試後動作很快的蜘蛛被認為是大膽的，而那些幾分鐘内持續裝死的個體被認為是羞怯的。由于該物種在環境中生活于多雌群居群體或單獨的巢穴中，我們還記錄了每個個體來源群體的社會結構。

Pruitt和他的同事先前證明了社會群體是由大膽和羞怯的個體組成的，所以這兩個變量（社會性和大膽）被分開考慮。在對這些行為特征進行評分後，我們使用雙重消化限制性酶切位點關聯的DNA測序（ddRADseq）對200多隻蜘蛛的基因組中約0.1%的部分進行了測序。同時，我們對一個蜘蛛個體的全基因組進行測序和組裝。盡管由于蜘蛛基因組具有挑戰性（基因組較大且具有大量的重複序列），基因組組裝後仍然高度碎片化，但這個基因組幫助我們确定了ddRADseq标記的相對位置。

最終，我們确定了一組與蜘蛛膽大的個性相關的7個遺傳标記。在每個标記處，攜帶有兩個該片段的拷貝（= 純合子）往往更大膽，而攜帶另一種序列的純合子個體往往更膽小。雜合的個體（即每個序列都隻有一個拷貝的個體）往往表現出居中的恢複時間。這些标記相互關聯，基因組的這個區域解釋了膽大這一特性中11%的變異。

基因标記相互聯系，形成每隻動物的“個性”

這表明，這一基因組區域對蜘蛛性格有顯著影響，但也表明這不是基因組中唯一影響性格的部分。我們還不知道這些标記是否在一個基因内，或者這個基因組區域是否影響基因調控。我們沒有發現任何與每個個體的社會結構相關的标記。就社會結構和個性而言，我們的基因組掃描很可能漏掉了有趣的變異，因為隻研究了每個蜘蛛個體基因組的一部分。

盡管如此，蜘蛛性格特征遺傳基礎的發現開辟了多個新的研究方向。研究新發現的基因組區域附近的基因及其功能，将開始揭示它們如何影響行為。在生物個體的層面上，我們可以衡量每個基因變異如何影響個體和群體的成功。在種群水平上，我們可以研究維持這種遺傳變異的機制。

總而言之，這項研究邁出了激動人心的第一步，将當代動物行為和遺傳學研究融合到這個廣泛存在的有趣物種中。更廣泛地說，由于這種現象在動物中非常普遍，這一發現有助于我們在更大範圍的生物群體中理解動物的個性。