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最後長毛象懷劣等基因:失嗅覺、毛髮透明、 不懂社交

2017/3/8 — 18:19

大部份長毛象(又譯:猛獁)因人類獵殺、環境變異在 1.05 萬年前滅絕,但最後的長毛象在四千年前仍生活於一些北極小島上。最新研究顯示,這些長毛象有異常基因,令其無法正常與族群成員溝通,甚至求偶也有困難,或成滅絕原因之一。

上周四刊於 PLOS Genetics 的報告對比兩隻長毛象基因組:一隻有 45,000 年歷史、於西伯利亞內陸出土,另一隻則只有4,300 年歷史、於北冰洋島嶼弗蘭格爾島出土。研究作者發現,最後的長毛象在滅絕前出現「基因崩潰 (genetic meltdown) 」,令其基因組充滿危險異變,對社交甚至生育都毫無好處。

報告指,其中已知的兩個基因異變會令弗蘭格爾島的長毛象毛髮變成半透明、有如絲般柔滑,另一個則令牠們失去嗅覺以及胃部問題;同時,研究作者將這些長毛象基因對比牠們現今最近親印度象基因後,懷疑最後的長毛象甚至不能製造尿蛋白。尿蛋白擁有特別味道可用作求偶、社交以及辨別各象在群族中的階級。

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長毛象生活意想圖
Charles Robert Knight (1874–1953) via Wikipedia

長毛象生活意想圖
Charles Robert Knight (1874–1953) via Wikipedia

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此前,有理論性數學模型指當任何動物數量減少,會引致基因衰退,而這個研究正正支持說法。原本天擇 (natural selection) 可淘汰群族的「劣等」基因,但由於島上長毛象數目少,群族基因庫 (gene pool) 只有少量基因可選,天擇過程變得極不有效,結果劣等基因被大幅保留下來並累積到後代。

長毛象的基因崩潰有否直接導致島上長毛象滅絕仍然成疑,但可以肯定對牠們適應環境未有帶來幫助。去年發表於 PNAS (美國國家科學院院刊)的報告曾指,其他住在小島上的長毛象除了要與其他動物爭奪棲地,牠們更因為湖泊變成汪洋,食水水源減少渴死而滅絕。

研究亦提供重要保育訊息:現時只拯救少量瀕危動物的做法並不可取。因為少數瀕危動物,被隔離時間愈長,後代獲得劣等異變基因機會相對增加。就算最終物種數目回復正常水平,物種整體基因組仍要承受基因崩潰後的傷疤。

不過現有模型顯示,弗蘭格爾島長毛象經歷過百代才累積足夠劣等基因,現今瀕危物種相對較近代才出現保育問題,人類仍有時間處理。

是次研究所用的長毛象基因組由瑞典自然史博物館生物學家 Love Dalén 於 2015 年公開發表。基因組亦被哈佛的「長毛象復活計劃」採用。

哈佛基因學家 George Church 利用 CRISPR 基因剪輯技術試圖將長毛象復活。但實際上是將長毛象基因殖入現今大象活體細胞,製造出類似長毛象的大象,並將之放到遍遠地區養飼,更期待最早於 2018 年初取得成果。

很多學者對此提出疑問,例如人類應否將長毛象帶回世上等道德問題,而這份報告顯示到長毛象基因有缺憾,象作為極度聰明及有高度社交的動物,已知有害的基因會否二次傷害長毛象族群將會變成整個計劃應否繼續的焦點之一。

來源:
Scientific American, See-Through Hair and Awkward Sexual Problems: The Woolly Mammoth’s Bitter End, 2 March 2017

報告:
Rogers, R.L. & Slatkin, M. (2017). Excess of genomic defects in a woolly mammoth on Wrangel island. PLOS Genetics published online 2 March 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pgen.1006601

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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