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埃托沙獅間情:我一定會幫馬麻保守這個秘密~

bigcatzan_96
・2020/03/12 ・2471字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 429 ・四年級
Image Credit Scott Presnell 。圖/flickr

埃托沙國家公園(Etosha National Park)內,十幾個非洲獅群靠著鹽湖比鄰而居。水岸第一排會使心胸變得寬大,且仁厚慈愛。公獅鄰居很少起衝突,見面也能遠遠打聲招呼,和平又安樂。

而在公獅看不到的地方,母獅們的日子自由奔放。從新生兒的親子鑑定發現,當地有四成以上的寶寶都不是獅王親生的。當地的十一個獅群中,就屬「呷咖帥」、「真是棒」、「喔你放吧」和「雷峰塔」獅群的地方生活特別豐富。

埃托沙國家公園獅群分布圖。Image Credit Big Cat Zan, reference 2013 Blackwell Publishing Ltd.

「呷咖帥」獅群:母獅的優生學!

「呷咖帥」獅群只有一位獅王帥哥,單單靠他自己,完全沒有幫手共同照顧老婆,想必很辛苦。因此 8 隻寶寶當中只有 1 隻是帥哥親生的。

鄰居可沒有綠他喔!都是那些流浪公獅的種,像是尚未找到地盤的浪人,或者正在轉移地盤的旅人。漂撇ㄟ七逃人是不是比較會玩?其實混些外來血,可以增加遺傳多樣性,提高後代對環境的適應能力,寶寶頭好壯壯,子子孫孫綿延不絕。這可是母獅的優生學!

「呷咖帥」獅群8隻寶寶當中只有1隻是獅王帥哥親生,其他都是流浪公獅的種。Image Credit Big Cat Zan.

「真是棒」和「喔你放吧」獅群:後宮大就奔放

「真是棒」和「喔你放吧」獅群同時是薯條三兄弟(大薯、中薯和小薯)的後宮。跟前一個例子比起來,三兄弟是彼此的好幫手,但是後宮拿~摸大,擺駕移動的成本很高,老婆自然顧不好。

不只流浪公獅來護花,鄰居也有湊一腳。「真是棒」獅群 5 隻寶寶當中只有 1 隻屬於獅王,「喔你放吧」獅群 6 隻寶寶當中也有 1 隻是鄰居的孩子。

「真是棒」獅群 5 隻寶寶當中只有 1 隻是薯條三兄弟親生的,其他的是鄰居跟流浪公獅的種。Image Credit Big Cat Zan.
「喔你放吧」獅群 6 隻寶寶當中也有 1 隻是鄰居的孩子。Image Credit Big Cat Zan.

「雷峰塔」獅群:兄弟相幫

「雷峰塔」獅王是荒野兄弟(大荒、小野),兩獅互相幫忙,只有一個後宮,所以小孩通通都是兄弟倆親生的,純淨無瑕。

荒野兄弟可以互相幫忙,又專情於一個後宮,所以「雷峰塔」獅群小孩通通都是親生的。Image Credit Big Cat Zan.

不過,荒野兄弟已經有好幾次被目擊到跟鄰居「真是棒」和「喔你放吧」的母獅出遊,研究員當時並沒有看到不單純的事情發生。本來想說人家只是純友誼不要亂誤會,但是親子鑑定證明他們的關係絕對是友達以上。(大荒就是前面例子裡成功播種的鄰居)

荒野兄弟是否有意稱霸「真是棒」和「喔你放吧」,所以才一直和那些母獅藕斷絲連呢?假設哪天成功打敗薯條三兄弟,額外納入兩座後宮,結果會不會和薯條三兄弟一樣管不住老婆呢?

恭喜大荒榮登埃托沙播種王寶座!Image Credit Big Cat Zan.

此外,當荒野兄弟還在流浪的時期,就已經跟「雷峰塔」獅群約會了。前任「雷峰塔」獅王雷哥的 4 隻寶寶當中只有 2 隻是親生的。雷哥就和第一個例子的「呷咖帥」獅王帥哥的情況相同,沒有幫手都只能靠自己。

前任「雷峰塔」獅王雷哥的 4 隻寶寶當中只有 2 隻是親生的,當時還在流浪的荒野兄弟已經偷偷播種了。Image Credit Big Cat Zan.

母獅約會好處多多

由於公獅稱王後會把前任的寶寶殺掉,並將青少年和蘿莉趕走。所以「雷峰塔」母獅可能是為了要保護小孩,才會策略性的和荒野兄弟打交道,等到荒野兄弟登基後就不會殺掉寶寶。

因此若母獅能和更多潛在獅王 %%,應該會獲得更多保障。親子檢驗只告訴我們,荒野兄弟成功在三個獅群上面播種。那他們跟其他獅群的關係就一定是純友誼嗎?會不會只是約會的時候沒被研究員看到,又剛好播種失敗?

撇開母獅保護小孩的策略性假設,有沒有可能是荒野兄弟漢草好臉蛋佳,身強體壯勇猛無雙,三個母獅群用過都說讚,左鄰右舍好康逗相報,母獅搶著要?就留待想像吧!

從小孩生出來的結果來看,埃托沙母獅邂逅流浪公獅的次數似乎比隔壁老王還要多,一方面能夠增加遺傳多樣性,並且透過混淆親子關係,等到流浪公獅登上王座的時候就不會傷害寶寶了。實在是用心良苦又深謀遠慮。

  • 備註:母獅發情期跟多隻公獅約會,可以同時產下老張、老王、小趙、小陳的小孩。由於缺乏所有野生貓科的親緣關係的研究,所以無法確定是否所有貓科動物都是這樣²。

這就是埃托沙 style

看來如果獅王只有一人,或者後宮太多,都不容易顧好老婆。例如單一獅王的帥哥、雷哥,和擁有多個後宮的薯條三兄弟。若獅王有夥伴幫忙,又專情於單一後宮,小孩都會是自己的,就如荒野兄弟。因此在埃托沙,公獅專情又有夥伴是很重要的!

非洲另一側的塞倫蓋提國家公園,獅王都有兩隻以上,小孩全是獅王親生的,研究員也觀察到母獅只跟自家獅王約會³。然而在察沃國家公園,公獅的鬃毛稀疏,母獅不僅無緣欣賞鬃毛狂野濃密深邃的公獅,而且獅王通常只有一隻。如果套用埃托沙的法則,不就家家戶戶的母獅都要出門換口味了?雖然沒有相關研究,但是他們會不會有另一套自己的生活方式,就算沒夥伴也能把老婆顧好好?

Image Credit Google.

每個地方的獅群文化多少會有些差異,越過山跨條河,從草原三角洲到森林裡,就是會有不同的風情。但是不管在什麼地方,擁有太多的後宮,公獅的確就很難管得到老婆,因為呵呵呵你就是追不到我呀~

Reference

  1. Lyke, M. M., Dubach, J., and Briggs, M. B. (2013). A molecular analysis of African lion (Panthera leo) mating structure and extra-group paternity in Etosha National Park.
  2. Culver, Melanie & Driscoll, Carlos & Eizirik, Eduardo & Spong, Go¨ran. (2010). Genetic applications in wild felids.
  3. D. A. Gilbert, C. Packer, A. E. Pusey, J. C. Stephens, and S. J. O’Brien. (1991). Analytical DNA Fingerprinting in Lions: Parentage, Genetic Diversity, and Kinship.

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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》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》