真·四海皆兄弟:Cutie 狐仔隻隻基因都一樣

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圖片來源:www.flickr.com/photos/asrusch

基因庫單一,物種會出現問題突變、生育率低、壽命不長等問題,而且對於新挑戰毫無應變能力,通常會面臨絕種危機。但令科學家嘖嘖稱奇的是,生活在南加洲海峽群島 (Channel Islands)上的島嶼灰狐(Island fox),他們身上的基因 / 組近乎一樣,但牠們似乎活得開心自在,活潑可愛。

圖片來源:wikimedia
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科學家發現島嶼灰狐(Island fox)們的基因組近似,當中一個小島上的族群,在有性繁殖物種中,已經創下最少遺傳變異(Genetic Variation)的記錄。由於他們仍然存活,尚未絕種,對於一眾科學家,這無疑是一極有意思的生物學難題。

有關的最新研究,在「今日生物」(Current Biology)刊出,研究由加洲大學的基因學家 Robert K. Wayne 帶領,他於 1990 年代初,已開始研究島嶼灰狐的 DNA,希望明白牠們的獨特生存及習性。

 

美洲土著帶灰狐過海

由於大陸與島嶼相隔約 19 至 113 公里,兩岸間一片汪洋,灰狐絕不可能自己遠度飄洋。故推測應是在 13,000 年前,開始遷居島嶼的美洲土著,帶同灰狐,離開大陸,抵達島上。之前有研究,便佐證島嶼灰孤跟大陸灰狐,在 9,200 年前,屬同一先祖。至於美洲土著帶同灰狐過海,相信視牠們為神明,因為在土著的壁畫有著灰狐形象,而且也為牠們舉行葬禮。

到達海峽群島後,牠們適應良好。最古遠的島嶼灰狐可追溯至 7,000 年前,而且相比現在,體型還要小。即是話灰狐的體型在抵埗後的短短 2,200 年,便已經大縮水,以適變島上環境。

就像其他動物,島嶼灰狐的每種基因也有兩個,分別來自父親及母親。如果族群人多勢眾,基因庫豐富,自然就會有很多不同的版本。動物便可從父母繼承不同版本的基因。不過科學家發現島嶼灰狐來自父母的基因版本,根本一樣。「我們稱此為基因持續處於谷底(Genetic Flatlining)」 ,Dr. Wayne 談道:「當他們的基因差異處甚少時,可說就如孿生兄弟一樣。」

圖片來源:www.nps.gov
島嶼灰狐體型與家貓差不多,成年島嶼灰狐約重 2.35 磅。 圖片來源:www.nps.gov

基因庫缺少多樣性,會危及動物生存,因為一當有新威脅出現,便會完全束手無策,例如新的疾病,族群中有成員會擁有對抗疾病的基因,而其他沒有,這意味有部分成員仍能存活。若基因庫缺乏多樣性,一有事,就可能無一倖免了。而且,近親繁殖通常會出現不利健康的問題,例如短壽及生育率下降等。而事實上,Dr. Wayne 及他的同事也發現,相比大陸上的灰狐,島嶼灰狐的確有更多的不良遺傳突變,按自然定律,他們應已絕種。故仍然生存可說是個極端例外。

根據科學家推測,牠們能存活至今的可能原因:

1.  缺乏天敵及競爭對手

2. 島上居住的人類可能有協助他們

3. 表觀遺傳現象(Epigenetics):即不變基因序列,透過某些機制開或關某些基因

而也可能這三個原因皆有份,使牠們能延續族裔至今。另一方面,雖然有科學家認為可能是間中有新狐到埗,改善基因庫的多樣性,不過 Dr. Wayne 認為各島上的亞種與世隔絕,他發現不到任何基因流動的證據。

 

基因急救,是救牠們,還是害他們

圖片來源:www.nps.gov
圖片來源:www.nps.gov

自 2004 年開始,四個島上的島嶼灰狐被列為瀕危物種。這因為近幾十年,牠們的天敵金鷹殺到,而浣熊和其它新來報到的動物也帶來了新病毒。如果這些新威脅,結合島嶼灰狐的基因問題,絕種風險甚高。

科學家們提議將他們在群島間搬移,透過各亞種之間的繁殖,重新多樣化基因庫。這種被稱為拯救基因(Genetic Rescue)的方法,早有先例:佛羅里達獵豹數目稀少,難以繁殖下一代,研究員從德克薩斯州運來其他獵豹,幫助牠們繁殖。

不過 Dr. Wayne 根據自己的研究結果,持有不同看法,他認為島嶼灰狐不須接受基因拯救,至少直至科學家找到強而有力證據,證明他們正受害於基因庫單一的問題。「我十分猶豫將牠們搬來搬去。因為每個島嶼也有其基因獨特性,我不想破壞。」