從易激動的牧羊犬到冷漠的柴犬，以及介於兩者之間的所有品種，狗狗都有獨特且多樣的行為特徵。透過分析200多種狗的DNA樣本，以及對近5萬名寵物主人的問卷調查，美國國立衛生研究院（NIH）研究人員已經確定了許多與特定狗品種的行為相關的基因。12月9日，相關論文刊登於細胞出版社（Cell Press）旗下期刊Cell（《細胞》）上。

“人類做過的最大、最成功的基因實驗是創造了350個狗品種。”NIH國立人類基因組研究所“狗基因組計劃”的創始人、論文通訊作者Elaine Ostrander說，“我們需要狗來放牧、看守、狩獵，我們的生存密切依賴這些動物。”

“從歷史上看，識別狗行為背後的基因一直具有挑戰性。”國立人類基因組研究所博士後、論文第一作者Emily Dutrow說，“犬類種群動態的內在複雜性表現為對審美和形態性狀不同程度的選擇壓力，其中一些可能與行為特徵有關，所以確定犬類行為的遺傳學可能很複雜。”

狗舍通常根據狗最適合從事的工作來對它們的品種進行分類。為了找到使狗擅長特定任務的行為傾向的遺傳驅動因素，研究人員收集了4000多隻純種、混合品種、半野生以及野生的犬科動物的全基因組資料。透過應用最初用於研究單個細胞而不是整個生物體的計算工具，Dutrow和團隊僅根據DNA資料，就在數百個狗的品種中確定了10個主要遺傳譜系。

研究人員發現，每個血統都對應歷史上用於執行嗅探、狩獵、放牧等任務的特定狗品種。這表明在適合執行類似任務的犬種中，共同的基因組導致了這些行為。

為了解這些行為的本質，研究人員求助於狗狗專家：寵物主人。透過向純種狗的主人傳送46000份行為評估調查問卷，研究人員分辨出了這10種狗譜系中的獨特行為傾向。例如，與獵物相關行為的增加與梗系血統有關，梗系包含了歷史上用於捕獲和殺死獵物的狗品種。

“在建立了與主要犬類譜系相關的顯著行為傾向後，我們透過對DNA樣本進行全基因組關聯研究，確定了這些行為的遺傳驅動因素。”Dutrow說，“我們對牧羊犬特別感興趣，它們表現出最容易定義的繁殖典型行為之一，特徵是本能的放牧驅動加上獨特的運動模式——以複雜的方式讓畜群移動。”

研究人員找到了與牧羊犬大腦連線有關的特定基因。他們發現，與軸突導向（一種塑造大腦回路的過程）有關基因附近的變異似乎高度豐富。他們還發現，對大腦中與社會認知和習得性恐懼反應有關區域發育非常重要的基因，也出現了富集。

“當你得到某種輸入或刺激時，在大腦不同部位產生反應的程度決定了我們的行為。”Ostrander說，“所以，如果大腦區域內部和區域之間的神經沒有以特定的方式交流，那麼行為就不會發生，這就是軸突導向基因發揮作用的地方。”

與牧羊犬相關的基因變異通常位於與ephrin（受體酪氨酸激酶亞家族Eph的配體）訊號傳導有關的基因附近。ephrin訊號傳導是一種軸突嚮導過程，與大腦發育有關，與包括人類在內的其他物種的行為有關。例如，與牧羊犬相關的基因EPHA5也與人類的注意力缺陷多動障礙（ADHD）和其他哺乳動物的焦慮樣行為有關。這些發現可以幫助我們理解牧羊犬在被賦予任務時的高能量需求和高度專注。

Dutrow說：“與人類神經多樣性有關的途徑也與狗的行為差異有關，這表明人類和狗可能使用相同的基因工具包。”

“Ostrander說的方法讓她在沒有事先假設的情況下，透過一種方法、一個實驗，捕捉到了世界各地狗的不同育種歷史。”Ostrander說，“經過30年對牧羊犬的遺傳學研究，我們終於開始解開牧羊犬為何會放牧謎團了。”

閱讀論文原文：https：//www。cell。com/cell/fulltext/S0092-8674（22）01379-4

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