Bunken med bomulds- og hamster-sengetøj stiger og falder støt, som om de to prærievolder, der er snoet under, trækker sammen. I naturen ville disse "kartoffelchips af prærien" være heldige at nyde et par måneder af en partners virksomhed: Deres snackbare størrelse gør dem populære blandt væv, høge og slanger. Men her i avlsburene i Atlanta's Yerkes National Primate Research Center kan volderne forvente to eller tre år med salige samliv, hvor de kaster ud kyllinger med en sats om måneden.
Relateret indhold
- Dette er din hjerne om faderskab
”Livet er godt, ” siger Larry Young, en Yerkes-forsker, der har studeret volener i næsten to årtier. ”De har en mand. Hekke materialer. Ingen parasitter. Al kanin mad, de kunne ønske sig. ”
Voles kan se ud som animerede pompomer med skinnende, vågne øjne for dig og mig, men Young og hans kolleger ser dem som nøglen til at forstå nogle af menneskehedens mest ømme og mystiske impulser: hvorfor vi passe på vores partnere, kæder vores børn, sørger endda vores døde. Ordet "vole" er trods alt et anagram for "kærlighed."
”Mit arbejde er alt sammen centreret omkring dette centrale spørgsmål: Hvorfor interagerer vi med andre, som vi gør?” Siger Young. Svaret kommer efter hans mening næsten altid ned på neurokemi, men det er ikke et let emne at studere. Forskere kan ikke manipulere meget med hjerner fra mennesker eller andre levende primater, og døde bruger ikke meget. Mange molekylære undersøgelser af sindet har, på bedre eller værre måde, fokuseret på den hvide laboratoriemus, men Young afviser denne dyremodel som ”en pose med mutationer.” Efter et århundredes indavl til medicinsk forskning er den alt for fjernet fra naturen .
Vollen er tæt knyttet til lemen og ligner en hamster. (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
I modsætning til 97 procent af pattedyrene er voloner monogame og danner bindinger, der varer længe efter parring (ofte for livet, omend en kort). (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
En mandlig præriepinde stikker af sin kvindelige partner og tilbragte mere end 60 procent af sin tid i reden med hvalpene. (Todd Ahern) 
Larry Young har studeret volader i næsten to årtier. Tidligere arbejde undersøgt, hvordan gener driver adfærd i whiptail-firben. (Med tilladelse fra Larry Young) 
Ved at studere voles har Larry Young lært, at bare en håndfuld molekyler orkestrerer vores sociale interaktioner. (Høflighed Larry Young) 
Prairie voles hekker typisk i underjordiske huler. De klemmer græs på overfladen for at skabe et netværk af stier, der er to inches brede og op til 80 fod lange. (Yva Momatiuk og John Eastcott) 
Prairie voles lever i græsklædte levesteder med tør jord. Masser af jordkuld er et plus; volerne bruger det til at skjule deres netværk af stier. (Yva Momatiuk og John Eastcott) Vollen, der er tæt knyttet til lemminger og ligner hamstere, er et meget nyere eksperimentelt emne: De første prærievoler konstrueret til at besidde gener fra en anden art kom først på scenen i 2009. (De glødede grønt, fordi de blev mærket med et fluorescerende vandmandprotein var beregnet til at signalere visuelt om, at DNA-overførslen havde fungeret.) I 2012 læste forskere først DNA'et i voles 'genetiske instruktionsbog eller genom. Og selvom gnaverne på nogle måder er en buktandet burker som enhver anden, som undertiden betragtes som en skadedyr af gartnere, viser den sociale træk, som vi betragter som dybt menneskelige.
Mest bemærkelsesværdigt er voles - i modsætning til 97 procent af pattedyr - monogame, danner bindinger, der varer længe efter parring (ofte for livet, omend en kort). ”Mand og kvind kommer sammen, mandlige baner kvinden, så hun går i østrus, og de parrer sig, ” forklarer Young. ”Og så sker der noget i den tid, hvor de parrer sig, og i timerne efter det, så de to dyr har bundet sig og de altid ønsker at forblive sammen.” I stedet for at opgive efterfølgende babyer til skæbnen, holder mændene sig rundt for at opdrage dem . Kvinden forventer helt klart denne opfølgning og rygter hendes fyr ved skrubben af hans hals, hvis han ikke gør sin del. Og når en partner dør, oplever voles noget der ligner sorg.
Måske mest spændende af alle, fra et videnskabeligt perspektiv, har prærievolder næsten identiske fætre kaldet engvolder, der ikke deler nogen af deres sociale kløfter. Ved at sammenligne de trofaste gnavere med deres promiskuøse doppelgängere, håber Young og hans kolleger at afsløre de neurale kredsløb bag præriehavens monogame tendenser. ”Prærievolerne beder om social kontakt, og engvolderne ikke, ” siger Young.
En "ekstraordinær gave til videnskab" er, hvordan Thomas Insel, leder af National Institute of Mental Health og en pioner inden for voldstudier, beskriver critters. ”Eksperimentet er allerede udført af naturen, ” siger han. ”Hvad er resultaterne? Hvad blev genetisk modificeret i hjernen for at få denne forskel i adfærd? ”
For at finde ud af det bruger Young et svimlende sofistikeret sæt biomolekylære værktøjer, fra genetisk sekventering til transkriptomik.
Men kunne et dyr, der er så ydmyg som prærievolden, først for nylig rekrutteret fra Amerikas sletter, virkelig have hemmeligheder at dele om menneskelige forhold som utroskab og måske endda sociale lidelser som autisme? Absolut, siger Young, der selv begyndte livet som en provinsiel væsen, født "en mil ned ad en grusvej" i sand- og fyrretrælandet Sylvester, Georgien. (Han holder stadig en hytte der, hvor han tåler citerede kandidatstuderende via gedehud og anden praksis.) Han havde aldrig engang hørt om DNA før efter gymnasiet. En del af hans interesse for dårlige opførsler og hjernestruktur ser ud til at stamme fra nysgerrighed omkring hans egen livssti: ægteskab, skilsmisse, gifte igen, fem børn og en vedvarende kærlighedsaffære med neurovidenskab, der har taget ham langt fra hans landlige rødder.
***
Præreværket fangede først videnskabens øje i 1970'erne, da pattedyrshogger Lowell Getz lancerede en rutinemæssig befolkningsundersøgelse i alfalfa-felterne og blågræsgræsarealer tæt på University of Illinois i Urbana-Champaign, hvor han underviste på det tidspunkt. For at fjerne kanten af underkredsstemperaturerne om natten holdt han og andre forskere nogle gange Jack Daniel's i undersøgelseskuret sammen med databladene og andre materialer. Alkoholen var til forskernes eget forbrug; smagstest har siden vist, at prærievolder som spiritus og fortyndet whisky faktisk kan have været god vole agn.
Knækket majs fungerede godt nok i fælderne, men forskerne bemærkede noget usædvanligt. Prairie voles dukkede ofte op i par, ofte en han og en hun. Nogle gange ville forskerne snare den samme duo igen måneder efter. Disse par udgjorde ca. 12 procent af voksenpræmierne for voksne prærie sammenlignet med kun 2 procent blandt andre fangede volter. For at finde ud af, hvad der var sket, udstyrede Getz et dusin prærievolpar med miniatyrradiokrave drevet af høreapparatbatterier. Ved at spore deres bevægelser gennem det tætte græs opdagede han, at 11 af de 12 “par” samboede mere eller mindre permanent i underjordiske fortoner, en opførsel næsten uhørt blandt gnavere. Begge medlemmer af det 12. par havde andre partnere i separate kærligheds reden. Getz havde tilsyneladende fanget de to midtforsøg.
Forbløffet tog han sine fund til Sue Carter, en kollega ved University of Illinois, der arbejdede med hamsterendokrinologi. Kvindelige hamstere slagter rutinemæssigt og spiser deres seksuelle partnere. ”Det var hvad jeg troede var normalt, ” husker Carter. Hun var ikke forberedt på, at de blev knyttet til deres partnere, eller hvad der viste sig at være langvarige og lidenskabelige parringssessioner ("Vi var nødt til at sætte dem på time-lapse-video. Ingen kunne sidde der i 40 timer!").
Men hvad gør vedhæftningen så stærk? Hvordan præcist smeder et par sin binding? Carter og andre husede efterhånden den kemiske messenger oxytocin - også et hormon, der er forbundet med opfattelsen af sociale signaler, fødsel og mødrebinding. Da en kvindelig prærievold modtog en oxytocin-injektion i hendes hjerne, krøllede hun sig mere med sin partner og dannede stærkere bindinger. Et andet hormon, vasopressin, relateret til territorialitet, har vist sig at fremme par-binding hos mænd.
Forskere foreslog måske, at evolutionen havde sparet sammen på veletablerede neurale kredsløb. Hvis de hormoner, der var ansvarlige for moderens adfærd hos kvinder og territorialitet hos mænd, blev frigivet under sex, kunne de fremme denne nye mandlige-kvindelige binding. Prairie vole sex involverer for eksempel en usædvanlig mængde vaginal-cervikal stimulering - sandsynligvis en tilpasset opførsel, der udløser oxytocin-frigivelse, der normalt er forbundet med fødsel. I stedet for at binde sig med en baby, binder kvinden sig med sin partner.
Efterfølgende undersøgelser viste, at i modsætning til de bindespændende engvolder har prærievolter oxytocin og vasopressinreceptorer i områder af hjernen, der er forbundet med belønning og afhængighed. Voles 'hjerner er rigget for at forbinde belønningen for sex med tilstedeværelsen af en bestemt partner, ligesom “en misbruger lærer en tilknytning til stofmisbrug, når han bliver høj, så selv hans knækrør bliver behageligt, ” siger Young. Han mener, at menneskers oddball ansigt til ansigt-parringstilstand, der fremhæver en partners unikke fysiske træk i belønningens øjeblik, sandsynligvis også tjener til at cementere en behagelig forbindelse med et enkelt individ.
Voldbindingsundersøgelserne fra de tidlige 1990'ere fascinerede Young, der havde opdaget molekylærbiologi på college. Efter uddannelsen forskede han i et laboratorium i Texas, hvor han studerede kønsbøjende whiptail-firben, hvis svingende hormoner giver dem mulighed for at skifte mellem mandlig og kvindelig adfærd. Han fandt, at han kunne ændre deres opførsel dramatisk ved at injicere dem med et eller andet hormon. Da han gik til Yerkes på Emory University, tog han med sig forskellige teknikker, der også kunne afkode genaktivitet. I det første eksperiment af sin art i disse critters satte Youngs team et prærie-vollen-gen, der koder for en vasopressinreceptor i en virus, og sprøjter derefter virussen ind i belønningscentrene i engens volehjerne. Pointen? For at se, om det fremmede DNA vil ændre engens vole opførsel. Det gjorde det: Da dyrene voksede op, begyndte de at udvise parbinding adfærd. ”Vi forvandlede en engtræ til en prærie-vole, adfærdsmæssigt, ” siger han.
Længe før han begyndte sit arbejde, forstod Young kraften i parforbindelsen: Han giftede sig med sin gymnasiekæreste på sin 18-års fødselsdag. Nu forstår Young, at enhver parbinding afhænger af en række gener og hjernekemikalier, der sandsynligvis arbejder sammen med oxytocin og vasopressin. Hans seneste foray drejer sig om transkriptomik, et felt fokuseret på messenger RNA, det genetiske materiale, der er ansvarlig for at skifte information fra en celle's DNA til dets proteinfremstillingsmaskiner. Mens DNA i hver celle i kroppen forbliver det samme, ændres niveauet af proteiner, der produceres ved oversættelse af det DNA, fra det ene minut til det næste. Youngs laboratorium forsøger at se, hvordan messenger-RNA svinger, når den mystiske prærie-vole-par-binding smedes. Forskere "ofrer" dyrene i forskellige faser i bindingsprocessen og ekstraherer derefter mRNA. Hvis mRNA-signalet indikerer, at gener er aktive under parring i prærievolum men ikke engvolder, bliver disse gener kandidater til undersøgelse. "Vi kan designe eksperimenter til at manipulere disse gener, " siger Young, "og bestemme, om de er involveret."
Ligeledes er han ivrig efter at se på sit nyligt sekventerede prærie-vole-genom sammen med engens vole-genom, for at finde forskelle, der er værdige til yderligere undersøgelse. Udfordringen kommer i at få computere til at sammenligne og kontrastere en sådan enorm mængde genetisk information.
”Der er 50 års arbejde foran os, og en hel masse, som vi ikke kender, ” siger han.
***
Her er en beskidt lille hemmelighed: Prairie voles er socialt, men ikke seksuelt, monogame. Som med menneskelige romanser udelukker parring ikke, hvad forskere kalder opportunistisk utroskab, som det fremgår af Getz's to-timing 12. par. Denne utroskab betyder, at mange mænd far unge uden for reden - og ved en fejltagelse kan ende med at opfostrer andres babyer. (Cirka 10 procent af de unge kommer fra en far, der ikke er deres mors vigtigste frivillige.) Og ligesom i den menneskelige datapool er nogle mænd ikke parret overhovedet. Disse fodgængere individer er kendt som "vandrere."
En af Youngs påstande om berømmelse er at identificere en genetisk forskel mellem karriereuddannelsen og de hengivne partnere. Det findes i en del af et vasopressinreceptorgen kaldet en mikrosatellit, gentaget genetisk materiale, som i lang tid blev kaldt "junk DNA." Hanner med en lang version af mikrosatelliten er overlegne parbindere, fordi de har flere receptorer i visse hjerneområder, mens mænd med en kort version muligvis forbliver ubundne.
En lignende variation kan også have betydning blandt mennesker. Svenske forskere genotypede næsten 2.000 voksne og spurgte dem om forhold. Mænd med to kopier af en bestemt version af et vasopressinreceptorgen var dobbelt så sandsynligt, at de rapporterede en krise i deres ægteskab det sidste år som mænd med en eller nul kopier. Deres partnere udtrykte også mindre tilfredshed. Young har ikke analyseret sit eget gen: ”Jeg vil ikke vide det, ” siger han.
Hvad han gerne vil vide, handler mere om, hvad der gør prærievolumen forskellig fra hinanden. Kan tidlige livserfaringer gøre en forskel? Og kunne denne forskel kaste lys over menneskelig adfærd og sociale lidelser?
Katie Barrett, en kandidatstuderende i Youngs laboratorium, trækker adskillige par handsker, når hun fører mig ind i et rum fuldt af voksne mennesker. ”De er bitre, ” siger hun som en forklaring. De mandlige volder i rummet, som hver og en strejfer rundt i kammeratarenaer i stedet for almindelige bur, er midt i en partnerpræferencetest, som er grundlaget for meget af vole-forskning. Sammen med hannen er bundet hunner, der er kravet med plastiske lynlåsebånd i de modsatte ender af hver arena. En kvindelig er hanens makker, og en anden er en fuldstændig fremmed. Selvom han muligvis parrer sig med begge, bør en velbunden mand tilbringe meget mere tid sammen med sin partner. Et computerprogram analyserer bevægelserne i hans grusomme lille krop og tilføjer minutterne.
Barrett har fundet, at babyvolder isoleret fra slikning og pleje af forældre, en interaktion, der er kendt for at stimulere oxytocinproduktion, har problemer med at binde til fremtidige kammerater - men kun hvis de isolerede volter også har en relativt lav densitet af oxytocinreceptorer i belønningsområder i hjerne. Hun udfører tests for at finde ud af, om et oxytocin-boostende stof kan beskytte de forsømte dyrs sociale fremtid. ”Kan du gribe ind tidligt i livet og beskytte mod dette resultat?” Spørger Barrett.
Tidligere arbejde havde vist, at virkningerne af oxytocin var stærkere hos kvinder end hos mænd, men i dagens test binder mænd, der behandles som hvalpe, ret godt. ”Det forventede jeg ikke, ” siger Barrett. Frigivelse af oxytocin i det tidlige liv ser ud til at opbygge en stærkere social hjerne hos begge køn.
***
Voles og ved forlængelse af oxytocin er begyndt at fange fantasier mere vidtgående, selvom resultatet undertiden er fjollet. Der er selvhjælpsbogen Make Love Like a Prairie Vole: Sex trin til lidenskabelig, rigelig og monogam sex, samt en duft kaldet "Liquid Trust", en syntetisk oxytocin-spray, der markedsføres både til "singler" og "sælgere". Selvfølgelig påpeger Young, selv om sprøjten fungerer (og han siger ikke, at det gør det), ville bæreren indånder meget mere af hormonet end ethvert potentielt mål: ”Hvem vil ende med at stole på hvem?” Griner han.
Men nogle menneskelige anvendelser er ret alvorlige. En af Youngs primære interesser er autismeterapier. ”Autisme er en forstyrrelse, hvor sociale signaler ikke er så fremtrædende, børnene ikke er motiverede til at interagere med andre og har svært ved at læse følelser, ” påpeger han. ”Alle disse sociale ting synes oxytocin at stimulere.” Allerede syntetisk oxytocin, der administreres gennem næsen, bruges til eksperimentelle behandlinger relateret til autisme.
Der er dog god grund til at være forsigtig med oxytocins helbredende kræfter. ”Efter min egen mening har der ikke været nok foreløbige data fra dyr, ” siger Karen Bales, der studerer social binding på University of California, Davis, og bekymrer sig om konsekvenserne af at udsætte udviklingen af hjerner for molekylet. Bales og hendes kolleger har fundet, at oxytocineksponering kan hæmme par-binding senere i livet, især i mandlige volder. Og selvom noget arbejde, også i mennesker, viser, at molekylet kan hjælpe socialiteten, finder andre, at effekten afhænger af individet og situationen.
"Du skal passe dig for for tidlig ekstrapolering, " siger Insel fra National Institute of Mental Health. "Du vil være meget forsigtig og ikke antage, at vi er meget, meget store prærievolum."
Mindre kontroversielt er for øjeblikket Youngs arbejde inden for sorgterapi. Han og en tysk kollega studerede for nylig, hvad der sker, når voles og deres livspartnere bliver adskilt. I strenge stresstest, inklusive dem, der faldt gnavere i et bæger af vand, kæmpede de, der netop havde mistet en partner, langt mindre end de andre. I stedet flydede de passivt og syntes ikke at være ligeglade med, om de levede eller døde. På nogle måder lignede deres symptomer depression. ”Når dyr danner denne parbinding, bliver de afhængige af den partner, og når de mister partneren, er det næsten som tilbagetrækning fra et stof, ” forklarer Young. ”Det er en dårligt tilpasset konsekvens af en evolutionshjælpende ting. Det er kærlighedssyge. ”
Da forskere dissekerede de henlagte dyrs hjerner, fandt de forhøjede niveauer af et kemikalie kaldet corticotropin-frigivende faktor, eller CRF. Hvis de berøvede dyrs kemiske receptorer blev blokeret, opførte folkerne sig normalt og kæmpede hårdt for livet. ”Det hjælper os med at forstå det neurokredsløb, der generelt kan være involveret i depression, ” siger Young.
Han kender førstehånds smerter ved adskillelse. For cirka et årti siden forlod hans første kone, hans partner siden gymnasiet ham, og tog deres tre børn med sig. I måneder flydede han i et metaforisk bægerglas. ”Jeg boede i et hus uden møbler, ” siger han. ”Jeg sov på en lille børns madras. Jeg indså, hvilke konsekvenser der sker, når du mister nogen, du elsker, fordi jeg gennemgik det. I øjeblikket, når du gennemgår det, tænker du ikke på eksperimenter og ting - disse trang og drev sker lige. ”
Young har siden gendannet sin fart. Han grundlagde for nylig Center for Translational Social Neuroscience at Emory, der fokuserer på, hvordan grundlæggende dyreforskning kan informere om nye behandlinger af menneskelige sociale lidelser, og indkaldte til et internationalt møde for velforskere. Et verdenskort på hans kontors væg fremhæver, hvor langt han har rejst fra sin ”Sylvester” grusvej. ”På en gal rejse til Madagaskar, indsamlede han og andre forskere hjerneprøver af to tæt beslægtede arter af plover, et andet dyr med” kærlighed ”i dens navn. Den ene art er monogam og den anden ikke. Young håber at sammenligne deres neurale ledninger med voles.
Måske mest markant er han også parret igen, denne gang med en anden neurovidenskabsmand. Under middagen diskuterer han og hans partner de finere punkter i hans hormonarbejde, og hvordan det relaterer til den menneskelige tilstand. Genetik og hjernekemi kaster måske ethvert forhold, men de holder ikke magi til sidst på egen hånd. ”Jeg skal stadig huske jubilæet, ” siger han. ”Jeg skal stadig købe blomsterne.”
