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真蜂假蜂傻傻分不清楚?假裝自己是蜂類的昆蟲可不少

張維展
・2019/10/29 ・2111字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 490 ・五年級

大多數人對蜂類的第一印象,除了蜜蜂會產出甜美的蜂蜜外,就是牠們螫人的針了。很多動物都知道蜂是不好惹的,甚至有一些昆蟲為了保護自己,透過模仿蜂的外型混淆天敵,變得完全不像自己的同類喔。不只捕食者,有時候連人類都會上當受騙喔。

首先,「蜂」是甚麼?

在現今的昆蟲分類學中,蜂屬於膜翅目 (hymenoptera),這群昆蟲不只兇悍、有著產卵管特化而來的螫針,其中還有些種類了解團結力量大的可貴,發展出不同階級的分工,以家族的形式,共同面對生存的挑戰。

膜翅目可粗略的依照外觀特徵分成細腰亞目 (Apocrita) 及廣腰亞目 (Symphyta)。就如同字面上的意思,細腰亞目的身體中間有纖細的「腰」連結著前後較為寬大的軀幹,細腰亞目的成員有我們常見的蜜蜂、虎頭蜂、螞蟻等。牠們的「腰」是由腹部第一節,稱為前伸腹節 (propodeum) 的部分,向前延伸,和胸部合為一體,而這之後的一或數節則變得較細,這也讓細腰亞目的腹部可以做出十分靈活的動作,諸如在其他生物體內寄生產卵、以蜂針攻擊。

廣腰亞目的成員,身體沒有太大的曲線,不像牠們的遠親有著纖細的腰,看起來比較像長了六隻腳跟兩對翅膀的圓柱狀。從演化及親緣關係的角度上來看,細腰亞目是較晚才演化出來的一支,廣腰亞目則包含了除細腰亞目之外全部的膜翅目昆蟲。

膜翅目親緣關係圖,細腰亞目是較晚分化出的一支,廣腰亞目則包含了許多較原始的蜂。圖/維基百科

為什麼要長得像蜂類?「擬態」的簡單介紹

擬態在大自然中是許多生物的求生利器,生態學家透過觀察、歸納,將擬態生物和被擬態者的關係作了分類,稱為貝氏擬態 (Batesian mimicry) 和穆氏擬態 (Müllerian mimicry)。

穆氏擬態:有毒長得都很像

有一群同樣具有毒性的生物長得差不多像,具有相似的警戒色,只要牠們其中之一被掠食者吃掉,天敵就會學到「長這樣的有毒,不好吃」,從此以後就不會再捕食這群長得很像的物種。

這類的物種大多是從共同祖先演化而來,才會有著相似的外貌。例如台灣原生的幾種青斑蝶,他們都同樣具有毒性,所謂一朝被蛇咬、十年怕草繩,掠食者只要吃過一次虧,便不敢再捕食其他長得很像的種類。

貝氏擬態:無毒假裝有毒

有些生物本身是無毒無害的,但為了保護自己、不被其他物種欺負,把自己的外表裝扮得像是其他危險的生物;利用兇惡的外貌,即使是天敵看見也要敬畏他三分,例如黃頷蛇科的擬龜殼花本身是無毒的,但牠的外觀非常類似蝮蛇科的龜殼花,從科級便不同的兩種生物,代表著兩者的親緣關係稱不上是親近的,但和具有劇毒種類相似的外表成為了生存競爭中最好的保護傘,幫助他們從演化的考驗中生存了下來。

在我們身邊也可以看見許多偽裝成蜂類以保護自己的其他昆蟲,可能就是貝氏擬態的例子。以下,我們就簡單介紹幾種常見長得像蜂類的昆蟲。

真蜜蜂假蜜蜂,傻傻分不清楚?

鹿子蛾

不管是校園還是一般家庭,這應該是最常被誤認為是蜜蜂的昆蟲了,鹿子蛾是鱗翅目夜蛾科鹿子蛾亞科 (Syntominae) 的昆蟲,和蜂一樣具有黃黑相間條紋的身體。大家可以藉由觸角型態的差別來區分,蜜蜂的觸角是膝狀,有個折角,而鹿子蛾的觸角則是羽毛狀或絲狀的。

鹿子蛾是校園、公園中常見的昆蟲,不要把他們當成蜂了喔。圖/Ares Hsu@flickr

虎天牛

虎天牛(Xylotrechus khampaseuthi),屬於昆蟲中數量最多的鞘翅目,他們的第一對翅膀特化為革質的「翅鞘」,用來保護脆弱的身體。這些擬態成蜂的甲蟲,喜歡訪花。

而幼蟲則住在樹木、木材裡,透過蛀食寄主植物成長,有時甚至會造成農業上的損失。

虎天牛 (Xylotrechus khampaseuthi) 體型約 1 公分,幼蟲呈蠕蟲狀,以樹木為食。圖/Wikimedia commons

食蚜蠅

屬於雙翅目食蚜蠅科 (Syrphidae),以腐爛的植物及動物為食,有些種類也捕捉小蟲為食,和蜂不同的點在於食蚜蠅是屬於雙翅目的昆蟲,後翅特化成為平均棍,幫助他們進行更加快速、靈敏的飛行,在外觀看起來只有一對明顯的翅膀。

長得像蜂類的食蚜蠅,但只有一對翅膀是他們最直觀的特色。圖/ © Hans Hillewaert, CC BY-SA 4.0, 連結

螳蛉

這種除了裝得像蜂一樣,還在前腳特化成鐮刀狀的捕捉足,變得像螳螂又像虎頭蜂的融合體,但牠兩者都不是,而是脈翅目的成員:螳蛉 (Climaciella brunnea)。

螳蛉(Climaciella brunnea),有鐮刀狀的前腳又長得像虎頭蜂,根本就是怪物電影中的腳色。圖/Katja Schulz@flickr

即使在城市中,大家或多或少還是會有遇到蜜蜂、虎頭蜂的機會,和牠們和平共處也絕非難事。活動時不要穿著鮮豔衣物、避免噴灑香水,就可以減少吸引到蜂類的機會。

就算不幸真的遇上了,也別驚慌逃竄,和蜂巢保持一定距離,不要用手或工具揮舞驅趕牠們,這會讓牠們感到緊張、受驚嚇,增加攻擊的可能性,靜靜的等待牠們飛離就好,下次再看到蜂類可別再二話不說地尖叫囉。

參考資料:

  1. 維基百科—膜翅目
  2. BugGuide

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張維展
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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。

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