2023
01/03
相关创新主体

创新背景

地雷往往在战争结束后很长时间内仍然埋藏。寻找和清除它们既缓慢又极其危险,但在过去十年中,一位新的、更快的扫雷专家出现了:非洲巨型袋鼠或袋鼠。研究人员表示,通过训练,袋鼠运用袋子非常擅长通过气味检测爆炸物。袋子不到四磅,太轻而无法引爆地雷,但可以训练它们在检测到炸药气味时做出独特的手势,例如抓挠动作。但关于它们有如此极端的辨别气味的能力的原因最可能的解释之一是,这种能力的存在是他们可以检测彼此之间的差异。

 

创新过程

Ophir的实验室被称为综合神经行为学实验室,研究形成社会行为的因素以及这些行为的最终后果。在他们研究的一个分支中,他们正在调查袋子的社会行为以及他们的嗅觉交流影响或与之相交的方式。

关于袋子的社会和生殖行为以及生物学的许多内容都超出了预期。例如,女性出生时没有阴道口。Ophir解释说,虽然这种情况也发生在其他啮齿动物物种中,但其他物种的雌性在出生后几天内就会形成开放的阴道道或通畅性。然而,袋子可以远远超过完全成年期,仍然被密封,或者非专利。它们也可以成为专利,生育后代,然后再次恢复为不通畅。研究人员思考是什么原因导致了交配的障碍。对于什么控制啮齿动物通畅的问题,最明显的答案集中在雌激素上,雌激素是促进和调节女性特征的主要激素之一。Ophir实验室与康奈尔大学人口医学和诊断科学的Ned J. Place以及其他人合作,探索了雌激素波动可能导致女性袋成为专利或非专利的可能性。他们没有发现支持这一假设的证据。

研究人员又考虑了黄体酮,这是另一种与月经周期有关的重要激素。同时,他们还认为袋子信息素中的某些东西可能会抑制它们的繁殖,占主导地位的雌性可能会阻止其他雌性成为专利。Ophir和Angela R. Freeman——前博士后对未专利和非专利女性的尿液进行了代谢组学研究,寻找线索。

研究人员表示,专利和非专利女性之间在100多种不同类型的蛋白质中存在巨大差异。这表明这些动物的新陈代谢中有一些东西可以在尿液中检测到。据推测,这些蛋白质差异对动物的气味不同。

这种气味的差异可能是控制雌性通畅性并允许雄性找到性接受伴侣的线索。这也可能与袋鼠探测爆炸物的惊人能力有关。袋子也会在尿液中产生麝香,麝香与TNT有化学关系。研究人员表示,袋子可能非常能够检测到TNT,因为它们进化到可以检测生殖可用性的这些细微差异。是什么让他们成为好的炸弹发现者,可能与是什么让他们成为好的伴侣发现者有关。

为了进一步了解袋子嗅觉能力背后的生物学,他们研究啮齿动物的嗅觉受体库,包括信息素受体和常规气味受体。
在研究人员绘制了受体图谱之后,Bentz和Ophir做了进一步的工作,发现袋子的嗅觉能力比他们最初想象的更令人印象深刻。

Ophir实验室还寻求另一种研究途径,与草原田鼠合作,一种以形成一夫一妻制关系而闻名的小型啮齿动物,类似于人类关系,父母双方共同抚养幼崽。研究人员探索了田鼠育儿和早期生活社会经历如何使个体走上发展轨迹,在他们年轻时塑造他们的大脑和行为,并产生延伸到成年期的影响。

在一项研究中,Ophir和博士后研究员Jesus E. Madrid探讨了田鼠育儿对雄性幼崽社会发展的影响。他们发现,双亲饲养的雄性田鼠有大约80%的机会形成一对。然而,仅由女性父母抚养的男性有大约50/50的机会配对,这是一个显著的差异。也就是说,由单个雌性饲养的雄性田鼠不能保证是流浪者,但它增加了概率。

 

创新价值

研究人员通过探讨袋鼠擅长探测爆炸物的原因来更好地定义社会行为的实际含义,更重要的是更好地理解其背后的神经机制。

 

创新关键点

研究人员发现,是什么让他们成为好的炸弹发现者,可能与是什么让他们成为好的伴侣发现者有关。

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