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某科學の超電報

要略懂「皮毛」可不簡單!《2018 動物行為暨生態研討會》鍾正明院士開幕演講

今年(2018)動物行為暨生態研討會在清華大學大禮堂開鑼了!這場連續舉辦了 29 年的研討會,原先由幾個研究生召開,如今已經成為每年一月生物生態相關領域的盛事(前研究生表示:引發社交焦慮的大拜拜,大大們實在太多惹),超過千人參與、口頭發表的人數近百篇。

開幕由清大生科李家維教授介紹開幕講者鍾正明院士。

任教於美國南加州大學教授的鍾正明院士對於鳥羽的幹細胞研究曾獲選為《科學Science》2014 年十大科學突破,他本次以《皮毛之道:再生、演化與仿生啟發》為講題,分享他長期的研究主題與熱情。

鍾正明博士的研究主題雖然以分子生物學出發,但他的足跡也遍及了世界各地,包括啟發達爾文演化論的加拉巴哥群島、北極以及南極等等。他說,毛皮作為動物抵禦外部的第一層防線,需要很強的再生、適應能力,動物無法像人類那樣即時的加衣換裝,因此動物毛皮的變化其實就是針對適應產生的變化。

研究的題材從羽毛的發育原理到如何由基因表現調節,如關於羽毛有 Frizzle 表現的雞隻研究就展現了很多羽枝結構上的變化,甚至於不同的身體部位也會有不同的基因表現。而關於羽毛顏色研究也非常有趣,鳥類羽毛的顏色可以有三個來源:色素細胞表現、蛋白質化學顏色表現、以及小羽枝構成的物理結構色(如孔雀尾羽的藍色)。

Frizzle Chicken 圖/By Just chaos (Leghorn Frizzle Chicken) [CC BY 2.0 ], via Wikimedia Commons

為了研究羽毛的演化由來,鍾正明院士也曾踏足熱河的恐龍研究。目前普遍同意小型的恐龍(如迅猛龍)應為溫血動物,有很強的生產熱量以及保存熱量需求,而羽毛可以很有效率地做到後者。早期的有羽毛恐龍生活的環境擁有較高的樹木,他們的四肢都有羽毛,可以採用現生飛鼠的模式在樹林裡滑行移動;直到較後期才出現使用雙翅飛行、足部羽毛轉變為鱗片的現行模式。

也因此他們比較了鱗片跟羽毛的表現基因,發現這中間的演化並非單一步驟,在演化中曾出現很多不同的表現形式。「現代的羽毛有點像 iphone,具備了多數重要的表現功能;很多早期的羽毛就像在智慧型手機演進過程中,曾出現各種功能不完整的手機。」

圖/By Leandra Walters, Phil Senter, James H. Robins [CC BY 2.5 ], via Wikimedia Commons

鍾正明院士近期的研究還包括從分子層次去研究鳥喙的演化發育、從幹細胞角度研究多種能快速再生的物種如蜥蜴斷尾;甚至與台大生命科學系于宏燦教授、特生中心姚正德副研究員合作研究白頭翁與烏頭翁的羽色分化機制。綜觀鍾正明院士的研究經歷,可以發現除了解決領域內的問題,他對於跨領域合作也充滿了許多熱情與行動力。

欲知更多相關訊息,歡迎參考《2018年動物行為暨生態研討會》網站,或是臉書粉絲頁喔。

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