~海鼠的天空~

[Nov 08, 2006]

生物：微演化的證據：南極大陸阿德利企鵝

由義大利、紐西蘭及美國的研究團隊長期研究南極大陸上阿德利企鵝（Pygoscelis adeliae）的族群遺傳，利用同地區（Inexpressible Island in Terra Nova Bay）現生的企鵝族群及六千年前的企鵝骨骼化石中的微衛星DNA標記（microsatellite DNA），找到了族群微演化過程的證據。造成差異的因子可能是突變、基因漂變、族群間的基因交流，也或許是由於巨大的冰山改變企鵝遷徙模式所導致。

過去對各生物基因遺傳頻率變異的研究，都僅在約為幾十年內的短時間中，找出可能造成基因遺傳分化的事件。但尚無驗證生物族群內的基因頻率可能會隨時間而變化的微演化現象，所幸南極大陸的環境極乾、極冷，將地層中的企鵝祖先遺骸保存良好，可期望發現古代及現生的企鵝間的基因遺傳頻率在時間距離上的差異。故從Inexpressible Island的地層中以骨骼附近的土壤定年，以碳14放射性定年法，測出為六千年前的企鵝祖先，從15個次化石骨骼（subfossil bones）抽出DNA，與48隻現生的企鵝血液中微衛星DNA標記作為比對，找出九個微衛星DNA標記的對偶基因，其中有四個的對偶基因有明顯差異──現生的企鵝對偶基因較祖先的多，而基因序列也較祖先長，證明了族群的基因頻率隨著時間改變的微演化的現象。

而由於微衛星DNA屬非蛋白質編碼區（noncoding regions），理論上不受天擇作用，故推測可能是突變的過程導致微演化的現象，或是族群間的基因交流。

阿德利企鵝有遷徙到原出生地繁殖的本能（philopatry），每年夏季都會重回南極大陸邊緣的原出生地群聚及繁殖後代，族群量有100-170,000對企鵝，在冬季時期大部分的時間則在成堆的大塊浮冰區活動，推測族群間可能存有基因分化的現象，但在Ross Island上的三個企鵝族群間（Cape Bird, Cape Crozier and Cape Royds）並無分化的現象。

Ainley和Grant Ballard的研究團隊對企鵝群聚遷徙追蹤調查持續了30多年，在2001 年間有一編號為B15的巨大冰山，長度有300公里，有40公里的寬度，漂撞於Ross Ice Shelf，阻礙了各族群內的企鵝遷徙的路線，導致族群內混雜了更多來自其他族群的企鵝比率，增加了基因交流的機會。冰河學家MacAyeal估計在上一回的冰河期間至今1000年間，平均至少有20個像B15這樣的冰山，可能會阻礙企鵝遷徙路線，導致族群間的基因遺傳無分化的現象。

原學術論文:

Shepherd, L. D., et al.. 2005. Microevolution and mega-icebergs in the Antarctic. PNAS. 102（46）:16717-16722.

參考來源：

• Sciencedaily （11/16/2005）-- DNA studies show microevolution in penguins.

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