亞馬遜袖蝶99%遺傳相似,情慾流動1%之差變成不同物種

這個 2024 年的論文報告一款奇妙的蝴蝶,和近親的 DNA 相似度超過 99%,外貌卻不像;源自另一種蝴蝶的血緣只有 1% 左右,翅膀顏色等特徵卻高度相似,判斷這種蝴蝶是兩種蝴「合體種化」而成。

Hybrid speciation driven by multilocus introgression of ecological traits

這個圖看起來比較直觀,不過不那麼精確。 源自右邊 M蝶的比例,一開始應該不會只有 0.7% 那麼少。

這些蝴蝶都分類在蛺蝶科(Nymphalidae),袖蝶屬(Heliconius)旗下, 研究的主角叫作 Heliconius elevatus, 99% 相似的近親是 Heliconius pardalinus, 1% 的是 Heliconius melpomene。 他們都住在亞馬遜。本文之後簡稱為:E蝶、P蝶、M蝶。

最近袖蝶屬的遺傳學研究不少,不過之前我都沒寫過。根據整個基因組建構的親戚關係,只看這幾款蝴蝶,M蝶最早分家,接著衍生出好幾種不同蝴蝶,E蝶、P蝶都更遲才誕生。

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南非藍馬羚一直羊口少少,碰上歐洲人直接歸零

藍馬羚(Hippotragus leucophaeus)是一款住在非洲南部的羚羊。如今沒有活人曾經見過活羚羊,因為他們在公元 1800 年完全滅團。 藍馬羚的羊口數量本來就非常少。這個 2024 年的論文,獲得藍馬羚的古代基因組,判斷數量是真的一直都這麼低,維持很長時間,直到英國人前來殖民......

Colonial-driven extinction of the blue antelope despite genomic adaptation to low population size

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19 世紀後便沒有人見過藍馬羚,原本的棲息地是非洲南部的弗洛勒爾角(Cape Floristic Region),也叫作「好望角植物保護區」。這個論文從博物館保存的標本取得古代DNA,拼湊出覆蓋率 40.12 的藍馬羚基因組。

和兩種親戚比較:馬羚(roan,學名 Hippotragus equinus)、黑馬羚(sable antelope,學名 Hippotragus niger)。 相比之下,藍馬羚的遺傳多樣性更低。一對體染色體彼此的 DNA 歧異,異質性(heterozygosity)很低,意謂藍馬羚的父母雙方,遺傳相似度很高。

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熊貓黑色變淡,棕毛熊貓的天然基因突變

熊貓是黑白的,不過也有罕見的棕白組合,只在秦嶺的族群出現。有趣的是,已知棕毛熊貓的父母和小孩,都還是黑毛。這個 2024 年的論文,尋獲讓黑毛變淡成棕色的熊貓基因,是體染色體上基因的隱性變異,父母湊出一對,才會形成棕毛熊貓。

Taking a color photo: A homozygous 25-bp deletion in Bace2 may cause brown-and-white coat color in giant pandas

作為少見的珍奇動物,熊貓當然不可能特別實驗配種,不過論文還是充分地運用遺傳學配對概念。資訊足夠的棕毛熊貓只有兩位,彼此沒有直接關係,各有多位近親。

一位女生叫作丹丹(Diandan),她生下的小孩還是黑毛。另一位男生叫作七仔(Qizai,據說來自電影《長江七號》),他的把拔、馬麻都是黑毛,自己卻是棕毛。他和珠珠(Zhuzhu)生下的兒子秦華(Qinhua)也是黑毛。

七仔小時候。

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古時候的猞猁,DNA多樣性竟然比現在更低

時間長河中許多生物已經滅團。依然留存的生物,和古時候的同類相比,遺傳多樣性常常降低。這個 2024 年的論文,獲得伊比利亞猞猁的古代DNA,比對發現古時候的猞猁(lynx),DNA 變化竟然更少。

Recent increase in species-wide diversity after interspecies introgression in the highly endangered Iberian lynx

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猞猁以體型而言,應該算是一類中型貓貓。哈利波特的好夥伴,正氣師金利.俠鉤帽的護法正是猞猁。不過台灣好像翻譯成山貓?應該是猞猁才對。

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日本古代和現代棕熊是同一群,歐洲是不同熊?

棕熊(Ursus arctos)存活到現在,出沒範圍比古時候小很多。這個 2024 年的論文分析古代DNA,認為不同地區棕熊滅團的時候,也一起損失 DNA 多樣性。

The origins and diversification of Holarctic brown bear populations inferred from genomes of past and present populations

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我覺得有些推測有些微妙,不用太認真。最不友善的是,地圖為什麼要搞成那樣畫法!就算走北極中心視角,觀感也太奇怪惹。

這個論文新取得 2 個古代基因組,一個位於日本,距今 3.2 萬年,另一個西伯利亞東部,超過碳同位素定年的上限 5 萬年。 再加上以前發表的樣本,總共有 7 個來自曾經有,現在已經沒有棕熊的地點。愛爾蘭 5 個、日本的本州 1 個、加拿大的魁北克 1 個。

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紐西蘭走路鳥,南秧雞,茉侯雞的古代DNA

紐西蘭的「南秧雞」是一款不會飛的鳥類,身高約 50 公分。一百多年前以為滅團,公元 1948 年又尋獲殘存成員,目前有個復育中的迷你族群。 南秧雞還有個近親物種「moho」真的已經滅團。這個 2023 年的論文,從死鳥骨頭、博物館皮膚樣本、活鳥取得粒線體 DNA,探討遺傳歷史。

Ancient mitochondrial genomes unveil the origins and evolutionary history of New Zealand's enigmatic takahē and moho

紐西蘭可分為北島、南島。南秧雞的毛利語叫作 takahē,學名 Porphyrio hochstetteri,原本住在南島。moho 學名為 Porphyrio mantelli,原本住在北島,好像沒有中文翻譯,姑且稱之為「茉侯雞」。

這個論文是首次獲得茉侯雞的粒線體 DNA,樣本來自 4 件遺骸。南秧雞則有 20 個樣本,來自 12 件遺骸、5 件博物館收藏的皮膚,以及 17 位活雞。

由這些樣本,可以探討鳥鳥怎麼來到紐西蘭。首先能確認,這兩款鳥類彼此的確為最近親。兩者的共同祖先,估計在 400 萬年前與親戚分家,150 萬年前又衍生出南秧雞、茉侯雞兩群。

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豆娘減少性騷擾,女生外貌男性化

許多動物,女生和男生長得不一樣。有趣的是,有時候某些女生的外貌會很像男生,或是男生看起來很女生。這個 2023 年的論文探討豆娘,一些女生長相男性化的遺傳根源。

The genomics and evolution of inter-sexual mimicry and female-limited polymorphisms in damselflies

豆娘看起來很像蜻蜓,反正是親戚。這種豆娘叫作長葉異痣蟌(common bluetail damselfly,學名 Ischnura elegans),在瑞典南部有豐富的觀察紀錄。

這種豆娘的雄性,男生只有一個長相,女生則有三個。最常見的雌性形貌稱為「O型」,和男生明顯有別;也有些女生很像男的,稱為「A型」。還有一款最少見,原本像是 A,性成熟後卻更像 O,稱為「I型」。

累積的觀察紀錄看起來,不同女生型號的比例,隨著時間變化,演化可謂「平衡選擇(balancing selection)」。

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蘇格蘭野貓面臨滅團威脅,和馴化貓大幅混血

如今遍佈世界的馴化貓最初源自中東,各地的野貓近親,許多卻面臨生存危機。 這個 2023 年的論文調查蘇格蘭的野貓,發現雙方有上千年接觸機會,但是一直沒什麼情慾交流。直到 70 年前左右才改變狀況,使得如今的蘇格蘭野貓,多少都配備馴化貓的血緣。

Genetic swamping of the critically endangered Scottish wildcat was recent and accelerated by disease

蘇格蘭的野貓被歸類於歐洲野貓旗下(Felis silvestris),和馴化貓(Felis catus)與亞非野貓(African-Asian wildcat,學名 Felis lybica)是同一個屬,可以生下混血後代。

不列顛群島上的歐洲野貓,大部分已經消失,只剩下蘇格蘭小小的野貓族群,現今只有幾十到數百隻。

這個論文取樣 30 位野生的蘇格蘭野貓,以及 6 位人為培育的個體。 另外還有德國和葡萄牙的 7 位歐洲野貓,公元 1906 到 1939 年的 4 個歷史樣本,1903 到 1985 年的 20 個博物館樣本,加上 16 世紀和 8300 年前的 2 個古代樣本。

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馴化貓和歐洲野生的貓,古時候很少情慾交流

這個 2023 年的論文,探討古代歐洲野貓和馴化貓的情慾交流。判斷古時候不同款貓貓,DNA 流動很少。

Limited historical admixture between European wildcats and domestic cats

這不是馴化貓,是歐洲野貓旗下的蘇格蘭野貓。

我覺得奇妙的是,近來古代DNA 研究一大堆,各種動物也很多,但是古貓 DNA 極少。之前最全面的古貓研究只有粒線體,還沒有古代基因組。這回總算有多個古貓基因組問世,可供未來分析。

貓貓的世界征服史:從抓老鼠到沙發馬鈴薯

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北極麝牛DNA多樣性很低,但是遺傳很健康

「麝牛」是一款住在北極圈的牛牛,相當適應寒冷的環境。冰河時期結束後許多大型動物滅團,麝牛仍屹立不倒;更厲害的是到這個人類時代,依然沒有滅團危機。

Population genomics of the muskox' resilience in the near absence of genetic variation

大家比較熟悉馴化牛、美洲野牛等牛牛,對麝牛感到陌生。分類學上,麝牛自成一「屬」,只有一個物種,目前約 17 萬成員,住在不同地區。

現今的麝牛又分為兩個亞種,加拿大大陸的貧瘠麝牛(barren-ground muskox,學名 Ovibos moschatus moschatus),以及加拿大外島和格陵蘭的白臉麝牛(white-faced muskox,學名 Ovibos moschatus wardi)。

這個論文取得 107 個現代樣本,以及 1 個 2.1 萬年前,西伯利亞北方 Wrangel 島的古代樣本,分析遺傳狀況。

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智人和鯨魚以外,黑猩猩也有更年期

這個 2023 年的論文報告,首度發現野生的黑猩猩 🦍,存在更年期。這項研究的對象不是人類,看似與人類演化無關,其實很難說。

Demographic and hormonal evidence for menopause in wild chimpanzees

更年期(menopause)是什麼呢?女生有生育年齡,超過後就不再能懷孕生寶寶。但是有更年期的哺乳動物十分罕見,因為一旦失去生育力,女生幾乎都不會再活多久。

更年期算是人類的特色,除此之外,有明確證據的動物,目前只能確認兩款鯨魚:殺人鯨(killer whale,虎鯨)和短肢領航鯨(short-finned pilot whale),以及幾種鯨魚可能有。這回則發現,某些黑猩猩也有。

這個論文的調查對象是住在烏干達 Kibale 國家公園的 Ngogo 族群。紀錄包含公元 1995 到 2016 年,總共搜集 185 位女黑猩猩的詳細資訊。和同類群體相比,這批黑猩猩日子過的相對滋潤,不少成員活到高壽。

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三十年追蹤達爾文雀,少少基因,大大影響

達爾文當年來到加拉巴哥群島,受到鳥鳥、龜龜等生物啟發,因此島上的鳥鳥被後世稱為達爾文雀。目前達爾文雀可以分為 18 個物種,長得大致類似,不過體型、鳥喙的形狀、大小等特徵不一樣。 這個 2023 年的論文探討 Daphne Major 島上的爾文鳥,鎖定 4 個物種。

Community-wide genome sequencing reveals 30 years of Darwin’s finch evolution

難得的是,許多熱心民眾長期參與搜集樣本,總共有 3955 鳥,從公元 1988 到 2012 年(最早的鳥約 1983 年出生),時代跨越三十年。

四個物種分別為:

勇地雀(Geospiza fortis)1909 位。

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