野生麻雀研究将田间的社会行为追溯到特定基因
美国国家科学院院刊（PNAS）正在发表实验结优特EUTECH果，由埃默里大学心理学系的神经科学家唐娜·马尼（Donna Maney）的实验室进行。
该研究包括对现场研究对象的行为观察和对其在大脑中基因表达的实验室分析，表明雌激素受体α（ER-α）基因表达的变化强烈预测了鸟类的行为。
"我们相信这是迄今为止关于染色体的重排如何影响脊椎动物社会行为的最全面的研究，"Maney实验室的博士后研究员，该研究的第一作者Brent Horton说。"基因发现的大部分过程都受到实验室闭门造车的限制。但我们的研究始于树林，在那里我们首先观察了我们实验的实际受试者在自然环境中的社会行为。这些结果为所有脊椎动物（包括人类）的攻击性和养育方式的机制基础提供了宝贵的见解。
霍顿补充说，这种综合研究"非常罕见，因为它们需要各种各样的资源、专业知识和平衡的合作。
除了Horton和Maney之外，主要研究人员还包括埃默里医学院的生物化学家和ER-α基因专家Eric Ortlund;还有詹姆斯·托马斯（James Thomas），他是一位人类遗传学家，曾与埃默里大学合作，现在在美国国立卫生研究院工作。合著者包括Ortland实验室的研究生William Hudson;Wendy Zinzow-Kramer，Maney实验室的博士后;Sandra Shirk，研究助理;还有Emily Young，佐治亚理工学院生物学本科生。
白喉麻雀被认为是行为遗传基础的良好模式生物，因为遗传事件将物种分为两种不同的形式，它们的行为不同。这两种形式，白色条纹的形态和棕褐色条纹的形态，很容易通过它们的羽毛斑纹来区分。
在物种进化过程中的某个时刻，染色体断裂并翻转。这个过程被称为反转，重新排列了染色体的序列。
白条纹鸟都拥有至少一个重新排列的染色体副本，往往比没有重新排列的染色体的棕褐色条纹鸟更具攻击性，亲本性更差。
"这两种形态在进化中效果很好，因为一种颜色的形态几乎总是与相反的颜色形态交配，"霍顿说。"它们相辅相成。
在过去的十年中，Maney实验室一直是记录白喉麻雀形态之间的神经内分泌和遗传差异的领导者。对于目前由美国国立卫生研究院资助的研究，马尼招募了霍顿，一位野外生物学家和白喉麻雀自然史专家。
"从本质上讲，我是一名行为生态学家，"霍顿说。"我想将神经科学和遗传学整合到我的工作中，以了解我在野外看到的行为。
科学家们知道，两种麻雀形态的不同行为与染色体反转有关。"我们想知道染色体捕获的哪些基因在变体之间也有所不同，以便确定可能解释行为差异的遗传机制，"霍顿说。
白喉麻雀在南方过冬，但在北方的春季和夏季交配并抚养幼崽。"从某种意义上说，我和这些鸟一起迁徙，"霍顿说，并解释了他如何在三年内进行实地考察。每年夏天，他都会收拾好家人，离开亚特兰大前往缅因州的阿盖尔（Argyle），为研究标记鸟类，并花数周时间观察它们在森林中的行为。
白喉麻雀在灌木丛下或低矮的树上筑巢。它们是在森林和郊区喂鸟器中最常见的鸟类之一。他们独特的歌曲经常被比作这样一句话："老山姆皮博迪......皮博迪。。。皮博迪。
为了测量鸟类的父母行为，霍顿记录了他们在指定时间内为幼鸟进行的喂食次数。为了衡量攻击性，他记录了它们的歌曲速率，以响应模拟的领土入侵：在野外研究对象的繁殖区域中，一只笼子里的活麻雀被展示出来，伴随着一首雄性歌曲的广播。
"鸟儿的歌声是一种侵略形式，"霍顿解释说。"他们说'离开我的领地'。他们唱歌的速度可以衡量他们的攻击程度。
在现场观察之后，对研究对象进行实验室分析，以磨练其神经内分泌基因表达的差异。
研究人员将ER-α作为主要候选者，因为它是染色体反转捕获的基因之一，并且以前与脊椎动物的社会行为有关。
他们的分析记录了形态之间的遗传分化如何影响ER-α的转录。在一个被认为对攻击性很重要的大脑区域中，白条纹鸟的ER-alpha水平是棕褐色条纹鸟类的三倍。通过同时查看行为数据和实验室数据，研究人员发现ER-alpha在该地区的表达，其他人预测了领土侵略和养育子女的变化。
"已知变形之间不同的行为依赖于性类固醇激素，如睾丸激素，"Maney说。"但我们在2009年已经证明，即使他们的睾丸激素水平相等，白条纹男性仍然比棕褐色条纹男性唱歌更多。这一发现使我们怀疑大脑对激素的敏感性在形态之间是不同的。ER-alpha具有激素受体，使大脑对睾丸激素敏感，因此白条纹鸟具有更高的水平是有道理的。
研究人员推测，他们确定的机制可能在行为进化中发挥了重要作用。
"人类在攻击性和养育子女方面也表现出变化，"霍顿说，"但我们对导致这种变化的原因以及我们的行为如何影响我们的大脑知之甚少。这只鸟为我们提供了重要的线索，告诉我们在寻找什么，因为我们试图了解基因，蛋白质和我们自己的社会行为之间的复杂相互作用。
ER-alpha的发现结束了工作的第一阶段。研究小组还在研究一套由染色体重排捕获的其他神经内分泌基因，这些基因被认为是调节社会行为的重要参与者。