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嚇破蛋

陸子鈞
・2012/01/12 ・1089字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 522 ・七年級

新的研究發現,只要些許天敵的聲音,即使不是真正的威脅,也會降低鳥子代的數量及存活率。這項發現對於野生動物保育和管理而言,相當重要。

加拿大西歐達里歐大學(University of Western Ontario)的生態學家Liana Zanette和研究團隊,調查卑詩省(British Columbia)境內,數座海灣群島(Gulf Islands)上的北美歌雀(Melospiza melody)。於130天的築巢季內,在築巢區域周遭圍繞通電的鐵絲網,避免天敵來犯,再架上擴音器,一區播放浣熊、貓頭鷹、隼,歌雀天敵的聲音;另一區則播放非天敵的動物,像是海豹、鵝、蜂鳥的聲音。擴音器每四天播放聲音,四天無聲;播放聲音的時段,全天內每幾分鐘便發出聲音。

播放天敵聲音區域的雌鳥,行為大大地改變。她們將巢築在較密集且代刺的植物上,也花較多時間在巡視周遭,注意天敵的動靜;較少時間收集食物,產下的蛋數量也較少,而過去的研究也顯示這兩者之間有些關連。當雛鳥孵化後,母鳥也提供較少食物給小孩,每小時內約八趟獵食,少於自然狀況下的十一趟,同時,獵食的距離也縮短一半。整體來說,暴露在天敵聲音的母鳥,較沒聽到天敵聲音的母鳥,少了40%的雛鳥。這項研究發表於《Science》。

研究的另一位共同作者Michael Clinchy認為,這項發現將影響物種保育策略的擬定。舉例來說,在某些城市的野貓捉放計畫,前提是假設牠們在公園內能受到飼育員的良好照養,而不以其他動物,像是歌雀的鳥類為食。「不過,我們的研究結果顯示,就算只是露出天敵的跡象,就足以對野生動物造成負面影響。」Clinchy說道。尤其一些野貓計畫,是在保育區域內執行。

Clinchy還提到,這項發現或許能解決自1995年起,黃石公園野狼引進計畫的爭議。支持該計畫的人士認為,野狼一度在黃石公園興盛,但卻在1920年代滅絕。以狼控制麋鹿族群的數量,才能使當地植物及其他小動物繁盛。不過反對者則認為,1995年後,麋鹿族群卻下降了一半,並不能歸功於狼群,因為狼群每年並沒有獵捕足量的麋鹿。Clinchy說:「我們的結果顯示狼控制了麋鹿的數量,但不是藉由獵殺,而是嚇跑牠們。受到驚嚇的麋鹿,會有類似歌雀的反應-較多時間待在安全地帶,消耗較少食物,產下較少後代。未參與這項研究的生態學家Thomas Martin表示,在Zanette這項新發現之前,並沒有研究量化這些物種間的相互影響。不過Martin認為,將歌雀的結果推到其他動物之前,還需要有更多的研究支持,他說:「目前僅在一種動物上發現這種現象,而其他動物及棲地顯然有很大的差異,不過這項研究的確替新的議題開了一扇新的大門。」

資料來源:ScienceNow: Songbirds: Scared to Death [8 December 2011]

相關文章:PanSci: 捕食壓力如何改造生態系?(也有提到黃石公園狼的爭議,但該文引用的研究不認為狼會嚇跑麋鹿。)

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》