研究人員首次表明，高山山雀的驚人空間記憶背後有一個遺傳成分。這些精力充沛的半盎司鳥每年秋天都會藏起數以千計的食物並依靠這些隱藏的物品來度過西部山區的嚴冬。為了找到這些藏品，山雀會使用高度專業化的空間記憶能力。
儘管人類和其他哺乳動物的空間記憶的遺傳基礎已經被證明，但這種聯繫的直接證據以前從未在鳥類中被發現。
新研究《The Genetic Basis of Spatial Cognitive Variation in a Food-Caching Bird》於11月3日發表在《Current Biology》上。這項研究由康奈爾鳥類學實驗室、科羅拉多大學博爾德分校、內華達大學雷諾分校和俄克拉荷馬大學的科學家合作完成。
研究報告首席作者、康奈爾鳥類學實驗室的博士后研究員Carrie Branch指出：“我們都使用空間記憶來導航我們的環境。沒有記憶就沒有學習，一個生物體將不得不為每項任務從頭開始。因此，對於這些鳥類來說，能夠記住它們把食物藏在哪裡真的是生死攸關。我們已經能夠表明，自然選擇正在塑造它們記憶位置的能力。”
如果自然選擇（適者生存）正在塑造雛鷹的記憶就必須滿足某些標準。該特徵必須有變異。一些雛鷹確實比其他的雛鷹更善於重新找到它們的倉庫。據了解，在空間記憶任務中表現較好的鳥類更有可能生存併產生後代。重要的是，該性狀的變異必須有一個遺傳基礎。
Branch說道：“在塑造行為方面，環境仍非常重要，但我們在這裡的工作表明，基因可能創造了大腦結構，然後經驗和學習可以建立在這之上。”
為了測量雛鷹的記憶，高級作者Vladimir Pravosudov和他在內華達大學里諾分校的團隊為加州內華達山脈的野生山地雛鷹群體設置了“智能”餵食器陣列。
每個餵食器都配備了無線電頻率識別傳感器。接受測試的42隻鳥兒都被裝上了米粒大小的腿部標籤，這些標籤會發出一個識別信號。每隻鳥被分配到每個陣列中的八個餵食器中的一個。餵食器傳感器讀取鳥兒的ID標籤，當它是該個體的匹配餵食器時一個機制就會打開門，鳥兒因此就會得到一個種子。
然後，科學家們跟蹤鳥兒們花了多少次嘗試才一致地去找正確的餵食器。在這個測試中，表現最好和最差的鳥兒之間的差異有點小，但以前在這個系統中的工作表明，這種差異確實影響了生存。
為了了解空間記憶和遺傳結構之間的聯繫，科羅拉多大學博爾德分校的合著者Georgy Semenov和Scott Taylor對山雀的基因組進行了測序。
Semenov說道：“我們用兩種方法將雛鷹的遺傳變異跟空間記憶聯繫起在傳統的全基因組方法中，我們比較了不同個體的遺傳數據，從那些在空間學習和記憶任務中表現良好的個體到那些表現不佳的個體。我們用一種新的機器學習算法做了同樣的比較……兩種方法都顯示出跟空間記憶有關的數百種差異。基因組中的許多變異出現在已知跟大腦中的學習、記憶和神經元發育有關的區域。”
研究人員們表示，關於空間記憶本身的影響仍有許多問題，其中包括它在女性選擇配偶時可能發揮的作用。