安地斯山海拔6000公尺,山道勞贖的一生

生物的生存都有極限,南美洲的安地斯山脈一些地方海拔超過 6000 公尺,常理想來哺乳類動物應該無法生存。這個 2023 年的論文卻報告,在高山上發現多位勞贖木乃伊,很可能來自長期居住的鼠輩。

Genomic insights into the mystery of mouse mummies on the summits of Atacama volcanoes

這些老鼠叫作葉耳鼠(leaf-eared mice,學名 Phyllotis vaccarum),奇妙的是,首先發現的是考古學家。 幾十年前有些考古學家探索印加帝國的高山遺址,陸續找到天然形成的勞贖木乃伊。

勞贖木乃伊總共有 13 件,分別來自薩林山(Volcán Salín)、普拉爾山(Volcán Púlar)、柯皮亞波山(Volcán Copiapó)三處,海拔都超過 6000 公尺。

安地斯山脈最高峰是阿空加瓜山,有 6962 公尺,所以有些山峰超過 6000 公尺很合理。不過阿空加瓜山和上述幾座山有點距離。

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從博物館標本拼湊果蠅古代基因組

近代科學發展幾百年來,博物館等地搜集大量的標本。這個 2023 年的論文報告從「果蠅」的標本取得古代 DNA。或是根據樣本性質,可稱為歷史 DNA。

Genomes from historical Drosophila melanogaster specimens illuminate adaptive and demographic changes across more than 200 years of evolution

所謂果蠅,就是很常見的黃果蠅(Drosophila melanogaster),研究非常非常多。這個論文的樣本來自瑞典的隆德大學的採集,一批 1800 年代比較早,另一批 1933 年比較晚,距今各自約一百年、兩百年。

陳年果蠅都被釘在蟲針上保存,為惹減少損壞,取得 DNA 的方式比較奇妙。沒有動刀動槍,而是將整個標本泡在分解液中,攝氏 56 度加熱 2 小時。 結果除惹略有褪色外,果蠅標本大致完好如初。效果也還不錯,從多件樣本都順利取得基因組。

有趣的是,根據記錄,1800 年代的果蠅是兩個人三次採集回來的結果。然而,這些果蠅之間竟然是近親,因此記錄肯定有問題,它們應該是同一批採集得到的標本。

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野生的鯨魚親子,直接測量突變!

野生動物的「突變率」是個奧妙的東西,一般都是用演化樹建構關係,再比對序列差異來估計。這個 2023 年的論文卻直接從野生的鯨魚取樣,三十年來多位鯨魚親子的樣本,直接偵測新突變的狀況。

Wild pedigrees inform mutation rates and historic abundance in baleen whales

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這項研究的樣本相當難得,從 1980 到 2011 年陸續取得 12 位座頭鯨(humpback whale,學名 Megaptera novaeangliae)的樣本。其中 3 位是一組親子,其餘 9 位則是個情慾交流複雜的三代家族,共四組親子關係。

另外還有三種鯨魚,各 3 個樣本,各一組父母小孩的親子關係。他們和座頭鯨一樣,都屬於鬚鯨科(Balaenopteridae)旗下的大翅鯨屬,分別為 Megaptera musculus、Megaptera physalus、Megaptera mysticetus 三個物種。

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在夜晚的森林裡......老虎的現代與古代基因組

老虎是文化影響力很大的一款大貓貓,有好幾個亞種,但是目前全部加起來虎口也很有限。 這個 2023 年的論文,收集現代老虎、近期收藏,以及古代DNA 的樣本,摸索老虎的遺傳史。從遺傳看來,老虎「亞種」的傳統分類,有道理。

Ancient DNA reveals genetic admixture in China during tiger evolution

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老虎(Panthera tigris)主要住在東亞和東南亞,現今剩下 6 個亞種。中國華南虎(South China tiger,學名 Panthera tigris amoyensis)已經超過 30 年沒見過野生的。

野外有出沒的 5 款包括:

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袋狼古代RNA,絕種動物的基因表現

承載遺傳訊息的分子 DNA、RNA、蛋白質,其中 RNA 的結構最不穩定,可能從遺骸中取得古代RNA 嗎? 隨著技術進步,確實有少數成功案例。這個 2023 年的論文報告,從「袋狼」的樣本取得 RNA,讓我們對這款已經滅團的動物,增添一分認識。

Historical RNA expression profiles from the extinct Tasmanian tiger

這個論文沒講我還沒想過,RNA 有很多種,從古代樣本中最容易取得的 RNA,其實是病毒。像是流感病毒、WARS、登革熱病毒等等,都是 RNA 病毒。

袋狼(thylacine,學名 Thylacinus cynocephalus)和袋鼠、袋獾一樣是屬於袋家的動物,但是如今已經滅團。有一些標本保存,之前曾經從中取得基因組。

這項研究的樣本來自斯德哥爾摩自然博物館,距今約 130 年。有兩個部位:骨骼肌、皮膚。同一個生物,不同部位的基因組相同,但是基因表現不一樣。

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大猩猩與分家三百萬年的神秘親戚,曾經情慾交流

大猩猩分類為 2 個物種,各 2 個亞種。這個 2023 年的論文比對基因組後,判斷部分大猩猩族群,曾經和已經滅團的神秘親戚有過情慾流動。

Ghost admixture in eastern gorillas

大猩猩的兩個物種,各自住在非洲西部和東部。東部的叫 Gorilla beringei,兩個亞種為「東部低地大猩猩(Gorilla beringei graueri)」和「山區大猩猩(Gorilla beringei beringei)」。

西部的叫 Gorilla gorilla,兩個亞種為「西部低地大猩猩(Gorilla gorilla gorilla)」和「克羅斯河大猩猩(Gorilla gorilla diehli)」。

簡稱西低、西河、東低、東山,也許比較好記?

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加州柳鶲的情慾流動與氣候適應

近來古代DNA 大行其道,不過有一類樣本沒那麼古早,材料多半來自博物館,不是太久以前的收藏,稱為歷史DNA(historical DNA)。 這個 2023 年論文的材料便是博物館保存的鳥類「柳鶲(willow flycatcher)」。比較加州的聖地牙哥,一百多年前的樣本,和最近的同類有哪些 DNA 變化。

Historical DNA reveals climate adaptation in an endangered songbird

柳鶲的學名是 Empidonax traillii,住在北美洲,被分類為 4 個亞種:西北部(Pacific northwest)的 brewsteri、美國山地地區(interior west)的 adastus、東部(east)的 traili、西南部(southwest)的 extimus。

這個論文的主角是 extimus,姑且稱為「西南柳鶲」。他們住在美國西南部,如今面臨滅團風險。論文獲得公元 1888 到 1909 年,聖地牙哥 17 件樣本的基因組,和最近 221 件樣本比較。最明確的發現是,一百多年來,聖地牙哥的柳鶲接收大量外來的情慾流動。

和一百年前相比,如今柳鶲繼承的血緣不到一半。其餘似乎來自加州的北邊和東邊,對照現今樣本,最接近加州北邊的奧瑞岡,以及東邊的亞利桑那。聖地牙哥位於加州的南方。加州北邊的族群,遺傳更接近奧瑞岡,和亞利桑那共享的成分明顯較低。

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網紋長頸鹿,是合體種化形成的物種?

長頸鹿,大家都很熟悉。原本認為長頸鹿就是一個物種,前幾年的 DNA 分析卻判斷有些族群之間分家很久,因此改成四個物種。 這個 2024 年的論文報告,現今的長頸鹿們確實可以分為四個物種,古時候卻發生過明顯的情慾流動。

Giraffe lineages are shaped by major ancient admixture events

舊的長頸鹿學名 Giraffa camelopardalis 是林奈在公元 1758 年賦予。後來資訊增加後又衍伸出九個亞種,住在非洲各地。最新的四個物種,分別住在四個地區,自然狀況下沒什麼情慾交流的跡象。

四種為:

1. 南部長頸鹿(southern giraffe):學名 Giraffa giraffa,分佈於南非、納米比亞、波札那。

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猛獁象遺傳適應,70萬年前大多存在,耳朵還沒變小?

真猛獁象(woolly mammoth)一度漫遊於歐亞大陸北方,最北可達北緯 80 度,適應相當寒冷的氣候,不過已經滅團。這個 2023 年的論文比對猛獁,以及現代的非洲象、亞洲象基因組,調查他們的遺傳適應,發現不少遺傳變異,70 萬年前已經存在。

Genomics of adaptive evolution in the woolly mammoth

這回新獲得 16 個猛獁象的古代基因組,覆蓋率為 2.3 到 28.6,加上以前問世的樣本,總共有 23 個。所有爪爪都生活於近幾萬年,只有一位例外:70 萬年前西伯利亞的 Chukochya,這回又將覆蓋率增加到 2.8。

現存爪爪共有 3 個物種,都住在偏南方。論文使用 7 個亞洲象(Elephas maximus)、21 個非洲草原象(Loxodonta africana)基因組作為比較對象。

喔~~喔喔~~喔喔~~喔喔~爪爪 

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酸甜苦鹹以外,動物也能感受「鹼味」

人類能感受酸甜苦鹹等味道,靠的是舌頭上的味蕾等部位。不知道有沒有人好奇,我們對酸味很熟悉,可是好像沒有聽過「鹼味」?這個 2023 年的論文報告,動物身上確認一種專門偵測鹼味的受器,不過動物不是人類,而是果蠅。

Alkaline taste sensation through the alkaliphile chloride channel in Drosophila

ㄘ的一下~ via 這裡

果蠅的嗅覺、味覺被研究的十分透徹,竟然還能發現一類全新的感覺。照論文的寫法,實在看不出來為什麼會有此一發現。總之論文的故事是,研究猿們覺得果蠅應該能感應鹼味吧,就測試許多基因的突變品系,接著就找到目標。

酸性是液體中氫離子 H+ 造成,氫離子相對濃度愈高,pH 值愈低。所謂「鹼味」,則是氫氧根 OH− 所致,濃度愈高 pH 值愈高。論文用的是 NaOH,將其混在食物中。正常狀況下果蠅會避免鹼味,但是 CG12344 基因突變的果蠅卻不會。論文將其命名為 alkaliphile,也叫作 Alka。

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蛋殼古代DNA,大象鳥歷史

象鳥住在非洲東方的大島:馬達加斯加,曾經是世界最大的鳥類,最大隻有一公噸,但是已經全部滅團。這個 2023 年的論文從許多「蛋殼」取得古代DNA,試著摸索象鳥漫長的演化歷史。

Molecular exploration of fossil eggshell uncovers hidden lineage of giant extinct bird

via 這裡

許多人會覺得奇妙,為什麼蛋殼有 DNA!其實硬硬的蛋殼,雖然以礦物質為主,內部仍有少數細胞,古早蛋殼有機會成為古代DNA 的來源。

象鳥不是一種鳥,而是一大群鳥,算是馬達加斯加的特有戰隊,至少在數百年前已經全部滅團,以前只能根據化石型態分類。

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黑色素退散!讓美洲黑熊和棕熊變淡的基因突變

美洲黑熊住在北美洲,可是某些成員看起來卻不是「黑」熊,外觀是更淡的棕熊、古銅熊、灰熊等等型號。有人懷疑這是因為讓毛色變淺的基因,由棕熊情慾流動而來。 這個 2022 年的論文深入調查發現,導致變淡的確實是同一個基因,卻是兩種熊熊獨立衍伸的不同變異。

Genetic architecture and evolution of color variation in American black bears 

美洲黑熊(American black bear,學名 Ursus americanus)旗下顏色款式眾多,一個經典款是肉桂色(cinnamon),特別常見於北美洲的西南部。 講肉桂色感覺很好吃,說成古銅色好像比較威武,之後都寫成古銅色。其實大概就和另一個物種棕熊(brown bear,學名 Ursus arctos)的棕色差不多。

這個論文從各地搜集樣本,包括 391 位各色黑熊,以及 33 位棕熊。黑熊的毛色可謂連續變化,主要取決於真黑素(eumelanin)的含量,很多動物不同細胞的深色都靠這種色素。

有許多基因參與毛色形成,交叉比對得知這兒最重要的是基因是 TYRP1(全名 tyrosinase-related protein 1);當它能完全展現,熊熊就會是深色的黑熊,壓抑則會成為古銅色的淡熊。

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