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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

從博物館標本拼湊果蠅古代基因組

 

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。

 

不能無腦相信記錄~

 

從博物館標本拼湊果蠅古代基因組

 

和現代的果蠅一起比較,1800 年代的樣本,竟然比 1933 年的同類更接近現代的果蠅。

 

這些果蠅都來自歐洲北部,黃果蠅源自熱帶,1800 年代應該才移民到北歐不久。我覺得主要原因可能是,1800 年代移民到北歐的族群很小,遺傳漂變的力量相對大,新突變更容易留下 DNA 變異。所以 1933 年的果蠅,和現代相比之下差異更多。

 

比較之下,某些基因似乎有受到天擇的跡象。1800 年代和 1933 年相比,基因組上包含 CHKov1 基因的一段差異最明顯。 有研究指出,這個基因和殺蟲劑抵抗力、對病毒的免疫力有關(果蠅當然也會生病!)。考慮到 19 世紀沒有農藥、殺蟲劑這些東西,論文認為最重要的影響因素應該是免疫力。

 

1933 年的果蠅和現代相比,受到天擇最明顯的是 Cyp6g1 基因。大概就是 DDT 等殺蟲劑的影響。

 

這套取樣與分析手法可行的話,應該也能用於很多標本,替古早標本開創新的價值。

 

從博物館標本拼湊果蠅古代基因組

 

新聞稿:

DNA helps map tiny fly's genetic course to new lands, modern times

 

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