庇護物種（Umbrella species）
國立臺灣師範大學生命科學系 蔡翠菱

近年越來越受到關注的「庇護物種」（umbrella species）概念，提供給維持生物多樣性的保育工作一個計畫依據。當你去保育庇護物種的生存環境後，連帶的將保護這個棲地範圍內的其他物種。

• 何謂「庇護物種」？

庇護物種指的是單一個物種，此物種的特色通常是在群集中廣泛分布的一個物種，而且可以表現出部分或全部物種的需求。也就是說，此一物種對於棲地的需求與其他生存在此群集中的他種生物相似。而且通常會選擇對於特定棲地環境品質要求較高或較敏感的物種，當環境變動或棲地惡化時，一般最早消失的物種。也是說，當確保這些族群可以存活後，在同一棲地中的其他物種的存活應該也可以維持穩定。

庇護物種大多為大型哺乳類和鳥類，例如北美洲西部森林的西點林鴞就曾被作為庇護物種以保育演替後期的森林群集；目前也漸漸有一些無脊椎動物被列在庇護物種清單中，例如將受威脅的蝴蝶列入庇護物種，保護此庇護物種進一步去保護其賴以維生且已受到威脅的草原生態系。 Continue reading →

杏仁核 (Amygdaloid) -下
臺中市雙十國中自然領域王淑卿教師

連結：杏仁核 -上

• 情緒調控的路徑

1986年起，紐約大學的R. G. Phillips 和 J. E. LeDoux利用老鼠進行一系列實驗，探討恐懼制約（fear conditioning）和杏仁核的關聯，並提出調控情緒的兩條路徑：第一條是從視丘直接連結到杏仁核的視丘－杏仁核路徑（thalamo－amygdala route），可迅速且即刻地處理刺激的知覺訊息，但常無法正確精準的反應；第二條由視丘傳到大腦皮質（cerebral cortex）後再傳到杏仁核的視丘－大腦皮質－杏仁核路徑（thalamo－cortico－amygdalaroute），反應時間較長，但因為可進一步分析刺激的知覺訊息，產生較詳細與具體的連結，產生的反應較合理。

調控情緒的兩條路徑，前者刺激到稱為「情緒的腦（the emotional brain）」的杏仁核後直接產生反應，就演化而言，該路徑是一種保護機制，讓動物在認知理解外界資訊之前立即做出反應，例如攻擊或逃跑等，這種直覺未受理智控制，常會導致瞬間的情緒無法控制，比如厭惡、憤怒、恐懼、甚或狂喜等。誠如LeDoux所說的，情緒常是獨立於理智之外的；後者經稱為「認知的腦（the cognitive brain）」的大腦皮層的思考後才反應，反應較慢。相關研究發現腦部疾病的病患，若移除杏仁核，是無法辨識臉部的情緒，尤其是恐懼的臉孔。Tim Dalgleish透過腦造影儀器的研究在 2004年發表情緒腦（The emotional brain）文中證實，杏仁核在情緒調控上扮演重要的地位。 Continue reading →

遺傳漂變 (Genetic drift)
國立臺灣師範大學生命科學系研究助理林如愔

在族群中，只會有一部分的個體有機會繁衍後代，傳遞他所攜帶的基因，原因並不是他比其他個體優秀，只是純粹機率問題。這種隨機率產生的遺傳漂變是無可避免的，可以發生於所有的生物族群。遺傳漂變屬演化的基本機制，與天擇、突變、遷徙並列，而遺傳漂變究竟是如何發生的呢？

圖一 遺傳漂變的發生

在小族群中，特殊等位基因的出現頻率可能偶然地發生徹底的改變，某些等位基因可能全部由少數幾個個體攜帶，如果這些個體未能成功繁衍子嗣，便使得這些等位基因意外地遺失。如圖一中意外被踩死的綠色甲蟲，使得綠色甲殼的等位基因在這個小族群出現的頻率下降（意外地），這種等位基因頻率發生隨機變化，如同頻率漂變，即稱為遺傳漂變（genetic drift）或是等位基因漂變（allelic drift）。綠色甲蟲的例子是將問題過度單純化，現實中更多等位基因頻率的改變是不會表現在生物的外觀上，所以遺傳漂變其實一直都在發生。 Continue reading →

杏仁核 (Amygdaloid) -上
臺中市雙十國中自然領域王淑卿教師

圖一 杏仁核位在海馬迴旁回溝深處，基底核的側腹面，和海馬迴都屬於前腦的大腦皮層顳葉的邊緣系統。(來源：http://ppt.cc/HaGr)

隨著社會的進展與重大變遷，人們面對激烈競爭及的緊張生活，產生憂鬱、失眠、暴力、自殺、嗑藥等問題，這些問題背後的根源都是情緒與理性交互作用而產生的行為，因此情緒與腦的結構之重要性逐漸受到各界重視。

科學家經研究指出與情緒的產生和調節最有關聯的是杏仁核 (amygdaloid)。杏仁核位於大腦半球顳葉(temporal lobe)，左、右腦各有一顆，形狀像杏仁而得名。杏仁核位在海馬迴(hipocampus)旁回溝深處，基底核(basal ganglia)的側腹面（圖一）。杏仁核和海馬迴都屬於邊緣系統(limbic system)的皮質下中樞，除了影響情緒外，杏仁核與海馬迴共同控制學習和記憶，並能調節內臟的活動。

• 演化強化了動物情緒反應的本能

達爾文在1872年出版《人與動物的情緒表現》（The Expression of the Emotions in Man and Animals），指出：人與動物的基本情緒（basic emotion）的差別，只在程度而非類別。人類的基本情緒就像體內的野獸（the beast within）難於駕馭，演化出來的理智則是體內野獸的管理員（the keeper of the beast）。 Continue reading →

探針雜合 (Probe hybridization)
國立臺灣師範大學生命科學系103級莊仁奕

在分子尺度下的世界，要分辨一段DNA或RNA的序列為何，最好的辦法就是透過DNA或RNA雙股鹼基對互補的特性，將未知的樣本透過加熱、鹼處理而變性為單股，加入已知序列的DNA或RNA與樣本進行配對，此種帶有螢光或放射物質的已知序列稱為探針，配對成功的樣本就會被探針的螢光或放射物質顯現出來，這個方法就稱為探針雜合。 Continue reading →

終結瘧疾的曙光－瘧疾疫苗的捷報 下
國立臺灣師範大學生命科學系研究助理林如愔

連結：終結瘧疾的曙光－瘧疾疫苗的捷報  上

•  瘧疾如何治療

瘧疾的臨床症狀與感冒頗為相似，依序出現惡寒、高燒、出汗三個典型階段，其疾病發作之間隔時間，以各種瘧原蟲在人體血液內進行之無性分裂生殖週期而有不同，間日瘧及卵形瘧均為48小時，三日瘧為72小時，熱帶瘧則不規則。其發病症狀以熱帶瘧（又成急性瘧）最嚴重，有脾腫、溶血及其併發症、黃疸、休克、肝腎衰竭、急性腦病、昏迷而致死亡的情形，其死亡率超過10.0％以上，至於間日瘧、三日瘧和卵形瘧較不具致命性。

目前瘧疾的預防藥物有氯奎寧（Chloroquine）、美爾奎寧（Mefloquine，Lariam）、四環黴素（Doxycycline，Vibramycin）、Atrovaquone/Proquanil（Malorone）和Primaquine（Palum）。進入疫區的一週前開始吃氯奎寧，每週一次，口服1000毫克，在離開疫區後仍需繼續吃四週。但各地區的瘧原蟲對以上藥物有不同的抗藥性，還是需要事前諮詢醫師的建議。

另外，用於治療熱帶瘧的青蒿素（artemisinin），是於1969到1972年間，由屠呦呦領導的團隊發現並從黃花蒿中提取了青蒿素。有趣的是，早在西元前200年就有使用黃花蒿的紀錄，用以治療皮膚病等多種疾病，屠呦呦的團隊應當時領導人毛澤東的指示要找出合適的抗瘧藥物，他們從2000餘種中草藥方中整理出了640種抗瘧藥方集，以鼠瘧原蟲為動物模式檢測了200多種中草藥方和380多個中草藥萃取物，由此發現了青蒿素。

之後，科學家已合成多種青蒿素衍生物，其中包括活性比青蒿素更好的雙氫青蒿素（dihydroartemisinin）。為了減緩抗藥性的產生，將青蒿素與他種藥物组成的複方療法是已被推廣使用的治療方案。但是，目前現況愈加險峻，對青蒿素類藥物的抗藥性，已從東南亞擴散至非洲地區。 Continue reading →

終結瘧疾的曙光－瘧疾疫苗的捷報 上
國立臺灣師範大學生命科學系研究助理林如愔

據2010年統計資料，全球每年約有66萬人死於瘧疾，其中近90%在非洲，大約每分鐘就有一個幼兒因瘧疾而死亡。病媒控制是全球現有對抗瘧疾的重要策略之一，以往只要病媒控制的覆蓋範圍夠大，就能夠成功减少或阻斷疾病傳播。世界衛生組織（WHO）建議瘧疾流行地區應同時採用室内噴灑和長效殺蟲劑浸泡蚊帳這兩項措施，兩者皆是最常用且重要的病媒控制措施，能保護人類不受病媒蚊叮咬。病媒控制策略還需根據病媒蚊對殺蟲劑耐藥性的情況做調整，以在病媒控制的效果、成本效益、可持續性和生態的保護之間取得平衡。

然而，WHO的調查指出，全球有64個國家發現瘧蚊已出現耐藥性，各主要病媒物種和各類殺蟲劑均受影響，多數有關國家甚至還沒開始執行定期觀測，這代表著實際上對殺蟲劑耐藥性的問題可能更嚴重。因此，研發出瘧疾疫苗是關鍵，也是消除瘧疾的希望，醫學界一直致力於瘧疾疫苗開發，但進展總體緩慢，其難度遠遠超過病毒疫苗。 Continue reading →

蛋白質異常如何導致遺傳性聽覺障礙？
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源：遺伝性難聴の原因メカニズムを解明

圖片來源：維基百科

聽覺障礙在新生兒的發病機率約千分之一，是先天性疾病中最常發生的疾病之一。其中半數以上都是由遺傳基因異常所造成的遺傳性聽障¹，當中約50%是遺傳基因GJB2異常所導致的神經性聽障²，帶給患者語言發展或教育方面相當大的障礙。目前對此病患並無治本的治療法或治療藥。遺傳基因GJB2負責轉譯蛋白質connexin 26，它是負責內耳細胞間離子輸送的「間隙接合³」的構成要素之一，間隙接合的功能在維持內耳淋巴液的正確離子組成，聲音的震動才能轉換為神經衝動，當內耳的淋巴液組成不正確時，會導致聲音震動無法轉變成神經電訊號。但是內耳其它類別豐富的connexin蛋白質，也擔負離子輸送機能，原先認為即使蛋白質connexin 26濃度降低，輸送離子機能會得到其它類似蛋白質分子某種程度的補償，但蛋白質connexin26異常的遺傳性聽障患者仍顯示出嚴重的聽覺障礙，其原因不明。

日本順天堂大學醫學系及理化學研究所等研究團隊，為了解析蛋白質connexin 26異常如何導致聽覺障礙，製作內耳蛋白質connexin 26基因缺損之疾病模式老鼠。蛋白質connexin26異常的患者，隱性遺傳型及顯性遺傳型都會出現類似病徵。經詳細分析這兩種遺傳型態的蛋白質connexin 26基因異常老鼠之共通點，發現內耳細胞間負責離子輸送的「間隙接合區塊」之蛋白質複合體分裂嚴重，其結構大小縮小至大約27%，同時其它connexin蛋白質數量也減少至大約33%。他們認為以上結果是造成內耳無法輸送離子，導致內耳的淋巴液組成異常，聲音的震動無法轉變成神經的電訊號，形成聽覺障礙。 Continue reading →