天竺鼠 (Cavia porcellus) 現在是很多人的寵物首選，相對於貓狗等中大型哺乳類而言，天竺鼠的飼養門檻低，因為不需要大型空間，例年的醫療檢查費用支出較低，以及不用擔心攻擊性對幼兒的影響，牠們天真可愛的外表加上辨識度極高的鳴叫聲，也往往讓飼主覺得”自己有強烈被需要”的被依賴感而疼惜有加 (有養過天竺鼠的都應該知道你每次開門牠們都尖叫要你餵食物的感覺)。

天竺鼠的馴化可追溯到約4500年前，最早由南美土著部落開始將野生天竺鼠圈養，一般認為這種圈養用作兩個用途，一是作為穩定的肉類蛋白質來源，二是做為宗教用途；祕魯在考古學上曾挖出天竺鼠的雕像，表示天竺鼠可能曾用來作為祭祀用品。原本在土著部落間作為實用功能性質而馴養的天竺鼠，在16世紀歐洲的殖民主義下，也正式轉換方向；葡萄牙與西班牙夾著海上強權之勢席捲整個南美洲，除將原本壯大的原住民文明消滅以外，也將其部分文化帶往西方世界，天竺鼠便是其一。這種原本作為肉食來源或巫醫用途的動物進入歐洲上層社會，漸漸變為貴族間的寵物，這樣的潮流也迫使人擇將天竺鼠的馴化推向另一個方向：毛色、毛型及體型的多樣性

在科學研究上，天竺鼠也常被拿來做為實驗動物，但目的多為生理學上的實驗，少有行為上的檢驗，由於野生動物在經過漫長的人為馴化後，都會和野生祖先有相當大的不同，(如狗和狼)。基本上，動物經過馴化後一定都會和祖先型 (或祖先種) 不同，原因在於人為飼養一定會釋放原本天擇所施加的壓力，具體來說，穩定的食物，安全的庇護所，集體圈養所施加的社交壓力，近親交配下的遺傳漂變 (genetic drift)，可以說是不朝另一個方向演化也難。

介紹完歷史之後，本文想分享的是，現在我們養的天竺鼠，和野外的天竺鼠，到底發生了甚麼樣的改變？首先要知道的一個事實就是，目前市面上流通的寵物天竺鼠，和野外的天竺鼠是不同的種 (species)，有人將野外的巴西天竺鼠 (Cavia aperea) 拿來和寵物天竺鼠 (Cavia porcellus) 交配，的確可以產生後代，但在後代中卻發現有多數的雌性是不孕的，這表示這兩個種雖然生殖前 (pre-copulatory isolation) 隔離不大，但生殖後隔離 (post copulation isolation) 卻是存在的。那麼，在生殖之外，到底還有怎樣的差異存在於馴化與未馴化間? 2010年以Dr. Lewejohann為首所做的研究便以此為主題，想探討野外的天竺鼠和寵物天竺鼠，到底誰比較笨，誰比較聰明? 一般來說，野外天竺鼠得時時面臨天敵的捕捉，以及食物的尋找，照理說空間記憶與分析能力應該優於寵物天竺鼠，實際上又如何呢?

這篇研究用了一種傳統的實驗工具，稱為莫里斯水迷宮 (Morris Water Maze)，是在一座小型圓泳池中，灌入一定水量，並在水中設立平台，該平台必須低於水面，但是動物在找到該平台並站立後，又可使頭部穩定高於水面以利呼吸，而測量一個動物空間記憶與分析能力的方法，就看這個物種平均花多少時間找到這個平台。

這實驗總共找了15隻公寵物天竺鼠(domestic male, DM)，13隻寵物母天竺鼠(domestic female, DF)，13隻公野外天竺鼠(wild male, WM)及13隻母野外天竺鼠(wild female, WF)。細節實驗方法我這邊不多說，直接講結果，在游泳速度上(見圖1)，很妙的是母天竺鼠無論是寵物或是野外，都游得比公的要快，但游泳速度是否正相關於空間能力？事實上不見得，在圖2中，為各種天竺鼠在找到水中平台所花的距離與時間，可以發現無論是野外或是寵物，公天竺鼠平均都花費較少時間和游動距離來抵達平台，母天竺鼠這方面就較為遜色；令人驚訝的是，在水迷宮這項測試中，寵物天竺鼠的能力竟優於野外天竺鼠，這與直覺似乎有些違背 (至少出乎我意料)；這篇研究也額外做了一項測試來檢驗天竺鼠的記憶能力，也就是將圓形泳池以圓心化為四等分扇形面積，並將平台拿掉，看看這些天竺鼠花多少時間在之前放平台的那個扇形面積逗留，逗留時間越長的，也表示他記憶能力越好(天竺鼠: 靠邀 平台咧!? 之前不是在這!?)，結果如圖3，野外天竺鼠逗留的時間都較寵物天竺鼠少，我認為這項結果可以有兩個解釋: 1. 寵物天竺鼠空間記憶能力優於野外天竺鼠 (因停留時間較久)。2. 野外天竺鼠面對環境變異有較佳的適應能力 (沒平台還在那邊發傻?)。其實好像兩個都通，但是這項實驗的確也指出了馴化後寵物會變比較笨的經驗導向推論在天竺鼠上並不適用。

在解剖學上，寵物天竺鼠的腦體積是比野外天竺鼠小的，但是腦體積變小是否就暗示了該動物不再聰明? 我想這項研究至少指出了天竺鼠並沒有這樣的傾向，因為以上的實驗結果顯示，馴化後的天竺鼠在空間能力分析上，絲毫不遜色於野外種；牠們的小小腦袋雖然縮小了，但也不礙於牠們的空間分析能力。但這的確也引起了另一個問題:既然腦體積比縮小了，究竟牠們喪失了甚麼? 從以上的實驗來看，如果非關運動能力，是否就是面對環境改變時，影響個體作出抉擇的能力? 這一點是耐人尋味的。不管如何，起碼這篇研究提供了一個天竺鼠在馴化與非馴化差異上的小小結論，而家裡有養天竺鼠的版友，不妨在浴缸裡也放一缸溫水，陪你的小幾內亞豬一起游泳吧。

參考文獻:

Lars L., T. Pickel, N. Sachser and S. Kaiser. 2010. Wild genius – domestic fool? Spatial learning abilities of wild and domestic guinea pigs. Front. Zool. 7:9

Price E. O. 1999. Behavioral development in animals undergoing domestication. Appl. Anim. Behav. Sci. , 65(3):245-271.

Weir, B. J. 1974. Notes on the Origin of the Domestic Guinea-Pig, in Rowlands, I. W.; Weir, Barbara J., The Biology of Hystricomorph Rodents, Academic Press, pp. 437–446, ISBN 01261333344.

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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。

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。

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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