大家都認識暴龍,這種體型超巨大,出現在6500萬年前,白堊紀後期的頂級掠食者,然而有關暴龍是如何演化而來,所知就非常有限。最早屬於暴龍超科 (Tyrannosauroidea)的暴龍祖先,出現在侏羅紀中期、1億7000萬年前,體型非常小,不會比一匹現在的馬大。
大家都認識暴龍,這種體型超巨大,出現在6500萬年前,白堊紀後期的頂級掠食者,然而有關暴龍是如何演化而來,所知就非常有限。最早屬於暴龍超科 (Tyrannosauroidea)的暴龍祖先,出現在侏羅紀中期、1億7000萬年前,體型非常小,不會比一匹現在的馬大。
擬菌病毒(Acanthamoeba polyphaga mimivirus)是一類最近新發現的生物,它的個頭非常大,有時候肉眼即可見到。親緣上,它不屬於原核或真核領域,看起來有點像是病毒,卻又跟病毒不太一樣,只好暫時先歸在病毒那邊。
MIMIVIRE is a defence system in mimivirus that confers resistance to virophage
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現在一般的真核細胞,裡頭配備許多胞器與細胞核,結構比原核細胞複雜許多。原核細胞是最早的生命形式,後來才出現的真核細胞,結構是如何演化而來?真核細胞中最特殊的粒線體,有雙層膜與獨立的 DNA,目前「內共生」理論認為,粒線體來自本來獨立在外,親緣最接近現在 α-變形菌(alphaproteobacteria)的某種細菌。這種細菌進入另一個類似現在古生菌的細胞,兩者產生共生關係後,一起演化為後來的真核細胞。
Late acquisition of mitochondria by a host with chimaeric prokaryotic ancestry
恐龍跟別的動物一樣,都會長腫瘤,不過確定曾長過腫瘤的恐龍化石,相當稀有,所有之前找到這類的化石,都屬於鴨嘴龍科(hadrosaur)。就是用兩隻腿走路,長的跟鳥比較像的那款。這個2016年的論文,報告在巴西發現,距今9千萬年,白堊紀時期的恐龍尾骨化石上,有腫瘤的蹤影。
Multiple neoplasms in a single sauropod dinosaur from the Upper Cretaceous of Brazil
最近十分火熱的茲卡病毒,其實早在1947年,就已經在非洲發現,只是由於沒什麼特別,所以一直以來也沒什麼研究,直到最近疑似與小頭症扯上關係,一舉成名天下知。茲卡病毒從何而來,又歷經哪些改變,才演化為現在的樣子?這個2016年的論文搜集惹41個樣本,30個來自人類,10個取自蚊子,剩下1個則是吱吱,希望能了解茲卡病毒近期的演化史。
From Mosquitos to Humans: Genetic Evolution of Zika Virus
演化上,與人類最接近的親戚是黑猩猩與巴諾布猿,在這群之外,現存最接近的是大猩猩。人類/黑猩猩/巴諾布猿這群,與大猩猩是在何時何地分家的?
New geological and palaeontological age constraint for the gorilla–human lineage split
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家貓(Felis silvestris)是人類在一萬年前左右,從中東地區的野貓(Felis silvestris lybica)馴化而來。這個2016年的論文,分析中國北方約5000年前,新石器時代遺址中,一批很像貓的動物遺骸,從形態看來,這批骨頭不是貓,反而更像是豹貓(leopard cat),也就是鼎鼎大名的石虎(Prionailurus bengalensis)。
Earliest “Domestic” Cats in China Identified as Leopard Cat (Prionailurus bengalensis)
恐龍在6500萬年前滅絕,今天見到的恐龍都是化石,假如遺體已經成為化石,就不會再有軟組織保留,也不可能再從中獲取遺傳物質。非常幸運,這個2015年的論文報告,在蒙大拿州出土的短冠龍(Brachylophosaurus canadensis)腿骨化石中,科學家發現部分部位尚未化石化,而且看起來還有類似血管的構造。
絕大多數人臉上,都有小小的蟎寄生。蟎是種與人類相當親近的動物,不同地方的人,臉上的蟎會有多少差異?這個2015年的論文研究毛囊蠕形蟎(Demodex folliculorum),在世界各地找了70個人採樣,定序這些人臉上蟎的粒線體DNA。
會傳播登革熱與其他疾病的埃及斑蚊,並非有意讓人生病,傳播疾病其實是它們吸人血的附加產物。然而,不是全世界的埃及斑蚊都會吸人血,非洲的肯亞本來的埃及斑蚊,偏好的對象不是人,而是天竺鼠之類的動物,反而對人沒興趣(後來又有來自外地,會吸人血的埃及斑蚊族群遷入肯亞,因此現在當地兩種蚊子都有)。埃及斑蚊是怎麼從吸動物的血,演變成吸人血?
Evolution of mosquito preference for humans linked to an odorant receptor
南瓜是人類的食物,也是童話裡灰姑娘的馬車,還是感恩節與萬聖節前夜(Halloween)的要角,例如「傑克南瓜燈(Jack-o'-lantern)」。南瓜屬於南瓜屬(Cucurbita),這個屬還有好幾種植物,本來認知是,大概在一萬多年前的中部美洲,也就是現在的墨西哥一帶,美洲原住民馴化了這些南瓜屬植物。
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種類繁多、千變萬化的羽毛,是鳥類最顯眼的特色之一,羽毛對求偶及生殖相當重要。這個 2015 年的論文,大規模研究《Handbook of the Birds of the World(世界鳥類手冊)》上的 6000 多種鳥,量化每種鳥的男生與女生,各自的羽毛色彩鮮豔程度之後,再分析牠們的各種特徵,例如居住地點、體型大小、性擇等等特徵,對兩性羽毛色彩的影響。
The effects of life history and sexual selection on male and female plumage colouration
黏體動物(Myxozoan)是常見的水生寄生蟲,常常感染魚類,一共有2000多種。黏體動物在形態與遺傳上的很多特徵,都不像動物,它們沒有嘴巴、沒有腸,也沒有所有動物都有,控制身體發育的Hox基因,甚至生活史的某些時候,只會剩下幾個細胞。雖然很多種又很常見,黏體動物的演化來歷卻不太能確定,具有這麼多奇特特徵的生物,在演化上跟誰最親近?
Genomic insights into the evolutionary origin of Myxozoa within Cnidaria
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這3年生物學領域裡,最熱門的主題之一CRISPR,本來是原核生物的後天免疫系統,不過當有人發現CRISPR系統中,有種叫做「Cas9」的蛋白質,可以輕易地用來做基因改造後,CRISPR的身價就不一樣惹。
Cpf1 Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System
演化上,一些生物的性狀會呈現「取捨(trade-off)」的狀況,典型的例子像是鳥類的羽毛:男鳥羽毛顏色鮮豔,可以吸引女鳥,增加交配的機會產下後代,卻也會鳥大招風,更容易被捕食吃掉,減低傳宗接代的機會,演化上成功的男鳥,勢必在兩者間有所取捨。鳥的羽毛差異在顏色,與視覺有關,與聲音有關的聽覺,最近也得知一個trade-off的例子。
Evolutionary Trade-Off between Vocal Tract and Testes Dimensions in Howler Monkeys Testes
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人類早在幾萬年前就有使用蜂蜜的記錄。對於古早人而言,蜂蜜是少數的甜味來源,即使還沒學會養蜂時,也能充當採蜜大盜,獲得蜂蜜;另外蜂蠟在日常生活中,也有各種實際的用途。人類開始大規模養蜂,與農業的生產方式脫不了關係,距今約 4400 年前的古埃及古王國時代,就有不少養蜂的證據。不過人類是在多久以前,就開始普遍養蜂的?
Widespread exploitation of the honeybee by early Neolithic farmers
考古記錄顯示,不列顛地區最早的小麥出現在6000年前,2015年一篇論文,卻在英國距今8000年的沈積層中,發現小麥的DNA片段。論文宣稱,這個地區小麥出現的時間,比本來認知的更早2000年,由於除了DNA以外,沒有其他與小麥相關的跡象(像是花粉),因此推論這些小麥可能不是當地種植,而是來自當地人與遠方農夫的貿易。
Sedimentary DNA from a submerged site reveals wheat in the British Isles 8000 years ago
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基因改造技術大量被應用在農作物上,創造更好的品系。然而,一直有人認為基改作物有安全上的疑慮,因此法規限制重重。基因改造之所以有潛在的威脅,不只是因為它改變了生物本來的DNA,畢竟生物個體之間,本來就多少會有差異,還有基因改造時,在改變目標DNA的過程中,有不少源自其他生物的DNA混入。比方說,在紅辣椒的基因組中,混進源於細菌的DNA。
DNA-free genome editing in plants with preassembled CRISPR-Cas9 ribonucleoproteins
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生物的「性別決定」是相當有趣的研究領域,不同生物的性別決定機制千奇百怪,像是人類,就靠著Y染色體上的基因SRY,決定個體發育為雄性;或像是木瓜的雌、雄、雌雄同體,依2種Y染色體決定。台灣連續2年都發生登革熱疫情大爆發,會傳播登革熱的埃及斑蚊,想必大家都有聽過,埃及斑蚊是如何決定性別?
A male-determining factor in the mosquito Aedes aegypti
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