族群遺傳

合子後隔離、繁殖策略、利他行為

基因交流

基因交流 (Gene Flow)
國立臺灣師範大學生命科學系生態演化組碩士生 江岱珈

在染色體上的某些基因具有不同的形式,稱為等位基因或對偶基因 (allele)。由於不同形式的等位基因是同一個基因的變體形式,它們位於染色體上相同的位置 (locus)。某個基因在一個族群中的所有等位基因的集合,稱為基因庫 (gene pool)。不同族群具有不同的等位基因組成(指種類與比例),因此具有不同的基因庫。

拓荒者效應

拓荒者效應 (Founder effect)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究生許翠庭

拓荒者效應(founder effect,又譯為「奠基者效應」)是一種造成族群遺傳結構發生變化的機制:當一小群個體脫離母族群、建立新族群時,新建立的族群的遺傳多樣性通常會遠低於母族群的遺傳多樣性。以下是拓荒者效應的原理。

役奴與奴隸蟻:蟻巢內的風暴

役奴與奴隸蟻:蟻巢內的風暴 (Slave-makers and slaves: evolutionary arm races in ant nest)
國立臺灣大學植物醫學碩士學位學程助理教授楊景程

人類可能怎麼都沒想到,許多被認為是人類社會獨有的文化,例如農業或是畜牧業,其實在螞蟻的世界中早已盛行許久,運作起來甚至比人類更為發達,作法也更為先進。其中一項較少被提及但相當有趣的特殊行為,在人類歷史上也曾經引起軒然大波,甚至成為美國內戰的主要導火線,這行為就叫作「蓄奴」,而這一類行蓄奴行為的螞蟻則稱為役奴螞蟻 (slave-making ant)。

從紅火蟻(Solenopsi sinvicta)中,看見自私的基因

從紅火蟻(Solenopsi sinvicta)中,看見自私的基因
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所張倪禎

在達爾文的物種起源(The origin of species, 1859)一書中,用天擇(nature selection)以及演化(evolution)解釋了大部份自然界的生物運作法則,除了一個尚未解決的謎團:關於膜翅目物種為何有不孕階級的工蟻來幫助可以繁殖的蟻后生存的這種利他行為,而不是產下自己的後代。

在一百多年後,W. D. Hamilton(1964)提出了一個假說來解釋這樣的現象,也就是我們所知的親擇(kin selection)-物種會傾向幫助跟自己親緣關係較近的個體。到這裡,都是在討論個體層級之上的選擇行為,而Richard Dawkins(1976)進一步提出了一個假說來解釋此種演化的過程:他認為基因才是演化的單位,而物種選擇幫助親緣關係近的個體,其實都是基因在主導--基因傾向讓跟自己相似的基因一起保留到下一代,而這也稱作自私基因(The selfish gene)。

血緣關係鑑定(Paternity test)

血緣關係鑑定(Paternity test)
國立臺灣師範大學生命科學系研究助理胡琬琳

從古至今,在案件調查、遺產繼承、親子關係鑑定中,是否具血緣關係是重要關鍵。但鑑定血緣關係的方法很多,在 20 世紀初,ABO 血型被 Karl Landsteiner 發現之後,血緣關係的鑑定開始進入科學的範疇,但 ABO 血型只具 $$4$$ 種類型(A、B、AB及O),故鑑別度不高。

一直到人類白細胞抗原(human leukocyte antigen; HLA)被發現後,血緣關係的鑑別度才大幅度的提高。雖然 HLA 的變化性很高,但沒有血緣關係的人仍有機會出現相同的型別,因此少部分個案還是無法解決。

劍橋參考序列 (CRS)

劍橋參考序列 (Cambridge Reference Sequence,CRS)
國立臺灣大學醫學系呂明軒、臺北市立建國高中劉翠華教師

劍橋參考序列 (Cambridge Reference Sequence,CRS)是最廣為採用的人類粒線體 DNA 序列參考標準。

英國劍橋大學桑格博士 (Dr. Fred Sanger)是生物大分子研究領域的巨擘,發明了蛋白質與核酸的定序方法,於 1958 與 1980 年兩度獲得諾貝爾化學獎的殊榮。桑格博士的團隊於 1981 年首次發表人類粒線體 DNA (mt DNA) 全長約 $$16569$$ 個鹼基對,此序列稱為劍橋參考序列。

主要組織相容性複合物

主要組織相容性複合物 (Major Histocompatibility Complex,MHC)
國立臺灣大學醫學系張哲睿、臺北市立建國高中劉翠華教師

主要組織相容性複合物(major histocompatibility complex,MHC)是一種細胞表面醣蛋白複合物,人類的 MHC 醣蛋白,又稱為人類白血球抗原群(human leukocyte antigens,HLA),最初是因為研究皮膚的移植和排斥反應被發現。

人類的 MHC 蛋白可以分為兩大類:第一型 MHC 分子(class I MHC)和第二型 MHC 分子(class II MHC),前者位於個體中所有有核的細胞上,後者則只分布在抗原呈現細胞(antigen-presenting cell,APC)上,例如巨噬細胞(macrophage)、B 細胞、樹突細胞(dendritic cell)等。

流行性感冒病毒的抗原漂變與抗原移型

流行性感冒病毒的抗原漂變 (Antigenic drift)與抗原移型 (Antigenic shift)
國立臺灣師範大學生命科學系研究助理陶韻婷

流行性感冒病毒的遺傳物質為8條單股 (single strand) RNA,簡寫為ss-RNA,ss-RNA與核蛋白 (nucleoprotein, NP)相結合,纏繞成核糖核蛋白體 (ribonucleoprotein, RNP),先後由核殼蛋白層 (nucleocapsid)及基質蛋白質 (matrix protein)包覆其外,再外圍則有雙層脂膜 (lipid bilayer)圍繞,雙層脂膜又稱外套膜 (envelop),上面有兩種重要的醣蛋白,分別為血凝素蛋白 (hemagglutinin, HA)與神經胺酸酶 (neuraminidase, NA)。血凝素蛋白能與宿主細胞膜上具有唾液酸(sialic acid,又稱 N-乙醯神經胺酸 (N-acetylneuraminic acid)的醣蛋白或醣脂結合,開啟病毒進入宿主細胞的第一步。當產生的新病毒要離開宿主細胞時,神經胺酸酶會切斷新病毒與唾液酸醣蛋白的結合而釋出,再去感染其他的宿主細胞。克流感藥物能阻斷神經胺酸酶的作用,讓新合成的病毒無法釋出去感染其他正常細胞。

合子後隔離(Postzygotic Isolating Mechanisms)-下

合子後隔離(Postzygotic Isolating Mechanisms)-下
國立台南第二高級中學生物科王昭均老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

劍尾魚屬(Xiphophorus) 中的劍尾魚(X. helleri)與花斑劍尾魚(X. maculates)雜交後代會罹患黑色素瘤,科學家利用此特性來研究黑色素瘤的遺傳性質,找到了與黑色素瘤相關的基因Xmrk2R,其中Xmrk2為致癌基因,而R可以抑制Xmrk2的功能,花劍尾魚同時具有此兩基因,劍尾魚則沒有,雜交子代若回交後產生的子代會有25%因為有Xmrk2但缺乏R基因而引起癌症,使得這種雜交種群體缺乏競爭力。

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