Exploratory behavior is one of the fundamental personality traits of animals – and these traits influence their probability of survival, among other things. For example, curious individuals can inhabit different areas in their habitats compared to more cautious conspecifics. At the same time, however, they expose themselves to a greater risk of being discovered and eaten.
The cichlids of Africa’s Lake Tanganyika exhibit extraordinary diversity in terms of shape, diet, habitat and coloration. This allows them to inhabit various ecological niches and therefore to engage in less competition with one another. Researchers have long suspected that also curiosity acts as a driver in the formation of new species and therefore biodiversity. Now, a research team led by Professor Walter Salzburger from the University of Basel has used the example of the extremely diverse cichlid fishes of Lake Tanganyika to investigate the role of behavioral differences in adaptation to different ecological niches.
For a total of nine months, first author Dr. Carolin Sommer-Trembo recorded the “exploratory behavior” of 57 different cichlid species at the Southern shore of Lake Tanganyika in Zambia. To this end, the zoologist made video recordings of how the approximately 700 cichlids caught in the lake behaved in a new environment in form of large experimental ponds. She then released the animals back into the wild.
Individuals of the species Cyprichromis coloratus have a medium curiosity. (Photo: University of Basel, Adrian Indermaur)link.zoom
The exploration behavior of Eretmodus cyanostictus is medium, too. (Photo: University of Basel, Adrian Indermaur)link.zoom
The species Ophthalmotilapia ventralis is a particularly reserved cichlid and does not like to explore. (Photo: University of Basel, Adrian Indermaur)link.zoom
Back in Basel, Sommer-Trembo used these videos to determine which areas of the experimental pond each fish explored within a 15-minute period. “On the whole, large differences in exploratory behavior were observed between the cichlid species, and these differences were also confirmed under laboratory conditions,” says the evolutionary biologist. Detailed analyses of the data revealed a strong correlation between exploratory behavior and the habitat – and body shape – of the respective cichlid species. For example, species that live near the shores, with a bulkybody shape, are more curious than elongated species living in open water. “This puts the focus back on animal behavior as driving force behind key evolutionary processes,” says Sommer-Trembo.
In order to investigate the genetic basis of the observed behavioral differences in cichlids, the research team worked together with Dr. Milan Malinsky from the University of Bern to develop a new method for analyzing the existing genomes that allowed them to compare data across different species.
Using their new method, the researchers identified a genetic variant in the genome of cichlids that showed a near perfect correlation with exploratory behavior: species with a “T” at this specific position in the DNA are curious, whereas species with a “C” are less exploratory.
When the researchers used the “genetic scissors” CRISPR-Cas9 to induce targeted mutations in the corresponding region of the genome, the exploratory behavior of the fish changed – they became more curious. Moreover, the team was able to use artificial intelligence and information about the genetic variant, body structure and habitat to predict the exploratory behavior of cichlid species that, initially, had not been examined for their exploratory behavior.
The genetic variant identified by the researchers is located in the immediate vicinity of the gene cacng5b, which shows activity in the brain. This is the “fishy” version of a gene that is also found in other vertebrates. For example, the human variant is associated with psychiatric diseases such as schizophrenia and bipolar disorders, which may in turn be correlated with personality disorders.
“We’re interested in how personality traits can affect mechanisms of biodiversity in the animal kingdom,” says Sommer-Trembo. “But who knows: ultimately, we might also learn something about the foundations of our own personality.”
Photo: University of Basel, Adrian Indermaur (Individuals of the species Cyprichromis coloratus have a medium curiosity).
Original publication
Carolin Sommer-Trembo et al.
The genetics of niche-specific behavioral tendencies in an adaptive radiation of cichlid fishes
Science (2024) doi: 10.1126/science.adj9228
Рекомендуем посетить:
Федеральное агентство по делам молодёжи (Росмолодёжь)
Десятилетие науки и технологий
Федеральный портал "Российское образование"
Электронный банк заданий для оценки функциональной грамотности
Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов
Навигатор для современных родителей "Растим детей"
Проект "Школа Минпросвещения России"
Уважаемые коллеги!
В рамках подготовки обращений в Министерство науки и высшего образования Российской Федерации принимаем предложения по внесению дополнений и изменений в федеральные программы:
Федеральную научно-техническую программу развития генетических технологий на 2019-2030 годы, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 22 апреля 2019 года № 479, Федеральную научно-техническую программу развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 16 марта 2020 года №287.
Предложения принимаются на электронную почту sci-idea@mail.ru
АКТУАЛЬНО
17−19 декабря 2024 года
Белорусский государственный университет
Пятая международная научная конференция
«Математическое моделирование и дифференциальные уравнения»,
посвященная столетию со дня рождения Е.А. Иванова и Н.И. Бриша
11 декабря 2024 г.
Витебский государственный университет имени П.М. Машерова (Республика Беларусь)
Международный круглый стол «Психология: рефлексия настоящего в контексте будущего»
Целевое обучение в организациях высшего образования
Молодые ученые (достижения и поддержка)
Федеральный институт педагогических измерений:
видеоконсультации разработчиков КИМ ЕГЭ
Обучающие мероприятия для родителей
Единая информационная система проведения конкурсов на замещение должностей научных работников
Портал госслужбы (вакансии и кадровый резерв в федеральных и региональных органах власти)
Обсуждение проектов нормативных правовых актов
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ
"Об образовании в Российской Федерации"
Комментарий к Федеральному закону "Об образовании в Российской Федерации"
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН от 23 августа 1996 года № 127-ФЗ
"О науке и государственной научно-технической политике"
УКАЗ ПРЕЗИДЕНТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 28 февраля 2024 года № 145
"О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации"
ПОСТАНОВЛЕНИЕ ПРАВИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 29 марта 2019 года № 377
ПОСТАНОВЛЕНИЕ ПРАВИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 26 декабря 2017 года № 1642
"Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 18 мая 2023 года № 370
"Об утверждении федеральной образовательной программы основного общего образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 18 мая 2023 года № 372
"Об утверждении федеральной образовательной программы начального общего образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 18 мая 2023 года № 371
"Об утверждении федеральной образовательной программы среднего общего образования"
ОТЧЕТЫ. ДОКЛАДЫ. СТАТИСТИКА
Российский статистический ежегодник. 2023
Статистические сборники Высшей школы экономики
Наука. Технологии. Инновации. 2024
Индикаторы инновационной деятельности. 2024