生物適應不斷變動環境 粉紅鸚嘴遺傳突變避免滅絕
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記者:張歆
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時間:2019/2/26 下午 12:58:28
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全球氣候變遷造成環境急遽變化，生物若不能適應目前及未來劇烈變動的環境，則族群數量會不斷下降，最後甚至走向物種滅絕。 | | 國立臺灣師範大學生命科學專業學院教授李壽先說明研究 粉紅鸚嘴遺傳突變。(歸鴻亭攝影) |
為了解生物要如何適應不斷變動的環境，國立臺灣師範大學生命科學專業學院教授李壽先帶領碩士班研究生賴郁婷，以及國內外包括國家衛生研究院、東華大學、台灣特有生物研究中心、中央研究院、美國馬利蘭大學、北京師範大學及海南師範大學等單位研究人員所組成的研究團隊，針對廣泛分佈於臺灣不同海拔的鳥類粉紅鸚嘴，進行全基因組變異分析，並與東亞大陸粉紅鸚嘴的遺傳變異進行比較，發現與不同海拔環境適應相關的遺傳突變，主要是由臺灣與大陸族群分家前的祖先承襲而來，而非近期才產生的新突變。
李壽先表示，粉紅鸚嘴又名棕頭鴉雀，為鶯科漢鴉雀屬的鳥類，屬雜食性動物，分布於俄羅斯濱海邊疆、朝鮮半島、台灣以及中國東部（北抵黑龍江，西至甘肅、四川、雲南，南達廣東、福建）等地，一般生活於隱匿在灌木荊棘間竄動、夏間大多在山地、冬時集遷山坡多蕨的草地及山麓蘆葦地帶以及有時也進入園圃裡，在全球分布極廣。 | | 國立臺灣師範大學生命科學專業學院院長鄭劍廷(中)認為。物種的存續與否，和他們是否能適應不斷變化的環境息息相關。(歸鴻亭攝影) |
她指出，跨國研究團隊首先對一隻粉紅鸚嘴雄鳥完整的遺傳密碼，也就是基因組，進行解碼，然後針對分佈在臺灣中央山脈兩側高低海拔間共40隻粉紅鸚嘴基因組的遺傳變異進行分析，發現基因組內有24個與高低海拔環境適應相關的區域。
研究團隊也比較另外40隻來自廣西、貴州、河南跟吉林的粉紅鸚嘴基因組，發現對臺灣不同海拔環境適應的突變，約百分之90也可在亞洲大陸的粉紅鸚嘴族群中發現。由於基因組序列分析顯示臺灣和亞洲大陸上的粉紅鸚嘴是在10至15萬年前才分家，因此可以推測出臺灣與亞洲大陸上粉紅鸚嘴所共有的遺傳突變，應該是繼承自他們最後一次分家前的共同祖先。 | | 李壽先解釋粉紅鸚嘴為鶯科漢鴉雀屬的鳥類。(張歆攝影) |
這項研究是首次對整個基因組內變異產生的相對時間進行評估，並用來判斷適應相關的突變，是本來就存在於族群內不同個體間的變異，亦或是相對年輕的新突變。李壽先說明，由於粉紅鸚嘴在臺灣不同海拔的分佈，應是1萬8千年前最後一次冰河期結束後，隨著氣候不斷變暖，分佈範圍由低海拔不斷向高海拔擴張的結果；由於近期人類活動所導致地球的升溫，也會造成生物的分佈範圍向高海拔移動，這項研究的結果，也有助於了解生物未來將如何在暖化下，應對環境的變遷。 | | 粉紅鸚嘴分布於俄羅斯濱海邊疆、朝鮮半島、台灣以及中國東部一帶。(張歆攝影) |
國立臺灣師範大學生命科學專業學院院長鄭劍廷表示，物種的存續與否，和他們是否能適應不斷變化的環境息息相關，因此這項研究的結果在生物保育上有重大的意義：保育一個物種除了要維持，甚至增加它的數量外，更要避免或減緩這個物種遺傳多樣性的丟失，這樣物種才能有足夠的潛能，應對持續的環境變化；同樣地，遺傳多樣性較低的物種，由於缺乏足夠的變異，將不易適應未來的環境變化而容易滅絕，因此將需要較多保育上的關注，以確保這些物種的長期存續。
這項研究不但有助於了解生物如何適應環境的變化，也對生物保育、甚至外來種入侵的防治提供新的思維。相關成果在近日刊登於國際科學期刊《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States America)。
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