《周礼注疏》卷四载:「庖人掌共六畜、六兽、六禽。」汉人郑玄注:「六禽:雁、鹑、鴳、雉、鸠、鸽。」说明中国在西周时期,王侯之家已饲养包括鸽子在内的「六禽」作为美味佳肴享用。战国时期的《越绝书》载:「蜀有花鸽,状如春花。」首次用形象的语言描述鸽子的形象。
信鸽一代又一代的人为育种之下,是哪些遗传变异,带来赛鸽优于同类的优势呢?新发表的论文为了研究此一问题,全新定序8个赛鸽品系,加上之前发表过的2个,一共有10个赛鸽基因组,与35个非赛鸽品系相比。可是比较这么多样本以后,研究团队竟然找不到明确的答案?到底是怎么回事,让我们来看看。
尽管赛鸽来自多个不同品系,不过由建构的亲缘关系树看来,所有赛鸽遗传上皆自成一群,与其他鸽明显有别;而血缘最接近赛鸽的近亲,是英国信鸽(英另外根据DNA变异分析祖源,赛鸽间的同质性都非常高,与其他鸽差异十分明显。这些分析显示赛鸽有着单一起源,与其他同类之间少有遗传交流。
赛鸽优越的飞行与导航能力,若是受遗传适应影响,该如何寻找?赛鸽是赛鸽,其他鸽不是赛鸽,所以概念上,假如某些遗传变异是所有赛鸽皆具备,其他鸽却都没有,就有可能是造成彼此差异的原因。
可惜奥秘没有这么容易解答。符合上述特征的基因,比较结果是:一个都不存在。即使放宽标准,也仅仅有极少数DNA变异是绝大部分赛鸽都有,只有少数其他鸽具备。由此推论,赛鸽优于同类的特异功能,并非由影响力很大的单一基因造成,也不只与少数基因有关。
另外也要考虑,即使侦测到赛鸽较为特别的DNA变异,大部分应该也与飞行与导航的适应无关。赛鸽族群的个体数目很少,受到人择(人工选择)高度影响,由亲缘关系看来又是自成一群,与非赛鸽的同类缺乏情欲交流。这些条件下,赛鸽与众不同的遗传差异很可能是随机导致,并非本研究意图寻找的目标。
所有统计分析方法都有机会将赛鸽基因组上,由于其他原因而留下的特定变异,误判为符合条件的目标,也就是“伪阳性”。为了尽量避免浑水摸鸽,研究团队结合5种分析方法一起分析基因组,希望加强统计的可靠程度,避免伪阳性产生。
采取更加严谨的策略之后,研究团队发现CASK基因最符合资格。此基因全名是“钙/钙调蛋白依赖性丝氨酸蛋白激酶”,已知与骨骼肌的发育有关。强化的肌肉与飞行能力关系密切,因此CASK看似接近寻觅的对象(赛鸽的CASK基因版本并不独特,某些非赛鸽同类也有具备);不过序列分析毕竟是纸上谈飞,是否真能提升飞行能力,仍需进一步实证才能确定。
基因序列的差异之外,因因DNA序列完全不变,改变调控方式,也能让同一个基因发挥相当不同的鸽与一般鸽的转录组(transcriptome),也就是搜集并定序样本中,所有基因转录表现出的mRNA片段(RNA-seq),比较各基因表现量的高低。
同一群基因在每时每刻,不同细胞组织,生理状态,成长阶段......各种情况下的表现都不一样。假如研究基因表现,那么就要考虑选取分析的样本。赛鸽高超的飞行能力与胸肌息息相关,导航则主要仰赖脑部,因此研究团队选择成年鸽的胸肌与脑部,分别取得它们的转录组,比较同一基因在赛鸽与同类间的差异。
比较4个赛鸽与4个同类样本以后,确实有些基因的表现量,在赛鸽与非赛鸽之间有别;然而不同个体间的基因表现,本来就不会完全一致,研究团队光靠这些资讯仍无法判断,到底哪些改变与飞行和导航较为有关。有个可能是DNA序列差异,导致mRNA表现量的变化,可惜对照基因组与转录组的分析结果之后,并没有两者一致的改变。
尽管比较基因组-DNA序列,以及转录组-mRNA表现,都无法参见赛鸽的玄机,不过仍无法排除赛鸽的特殊能力,受到调控改变的影响。控制基因表现不只mRNA转录一种方式,还有蛋白质表现,和多种表观遗传学修饰(epigeneticmodification)等千变万化的调控机制,都是未来研究的潜在方向。
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