Month: October 2016

適者生存 – 塔斯曼尼亞惡魔的進化反應

 

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塔斯曼尼亞惡魔 / wikipedia

提起塔斯曼尼亞 ,一個位於澳洲墨爾本南端的一個島嶼,你會想到甚麼?薫衣草?生蠔?野生動物?

塔斯曼尼亞東北一角有一個地方叫威廉山國家公園 (Mt. William National Park) ,沿岸有長長的海灘,那裏有不同的野生動物。其中一種像小狗一樣大小的夜行動物,是僅有的袋獾。牠們身上長著黑色的短毛、尖尖的牙齒,爭奪食物會鬥過你死我活,交配的時候雄性也會咬著雌性,牠們身體上那些大大小小的傷口是最平常不過,而且叫聲恐怖得令人打顫, 因此袋獾被早期的歐洲人改了一個不太受歡迎的名字,叫做塔斯曼尼亞惡魔 (Tasmanian devil)。

由於威廉山國家公園有豐富的野生動物,荷蘭攝影師巴斯很喜歡在那裡拍攝,而拍攝惡魔是他的興趣。1996年的某一天,他如常的架好帳篷,並用不同食物引誘惡魔來臨,好讓他能多拍幾張相片。終於有一刻被他等到了,可是這一隻惡魔竟然讓他看到發呆,巴斯連忙拍下照片,並把照片送到塔斯曼尼亞的自然保育部門給那裡的動物學家看,但沒有一個野生動物專家知道發生甚麼事情。

因為照片𥚃的那隻惡魔,臉上竟然都生了像腫瘤一樣的腫塊,傷口已潰爛不堪,樣貌非常恐佈。

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袋獾面部腫瘤病 / wikipedia

 

後來硏究發現,這些腫瘤叫做袋獾面部腫瘤病 (Devil Facial Tumour Disease – DFTD) ,屬於接觸傳染性癌症 (Contagious cancer)。腫瘤細胞是由突變了的神經鞘細胞 (Schwann cell) 引起1,並透過一隻惡魔咬另一隻惡魔而傳染。基因分析發現癌細胞具有極高的複製能力,而這些具侵略性的癌細胞成功地從一隻惡魔傳到另一隻。可是惡魔的免疫系統沒有能力認出這些外來的癌細胞,因此不能殺死他們。於是癌細胞便能夠逃過這些免疫守衞並在惡魔身上迅速生長。

這些腫瘤多長於面部及顎骨,腫瘤細胞更會令面部組織潰爛而引發細菌感染。如果腫瘤長在口腔內,便會阻礙惡魔進食而令牠們活活餓死。到目前為止,相信超過十萬頭惡魔已被傳染,導致只剩下總數的百分之十,根據IUCN 國際自然保護聯盟的定義,惡魔現已列為瀕危物種紅色類別的瀕危級別。

接觸傳染性癌症並不多見。為甚麼這種傳染性腫瘤會發生在惡魔身上? 其中一個原因是惡魔的遺傳多樣性太低。如果沒有遺傳多樣性,一個物種便很難適應環境所帶來轉變,因而增加了物種滅絶的可能性。 假如某種疾病發生在一個群體,而某一段DNA序列的差異性可以令這個群體對那種疾病產生抵抗力,那麼擁有那段DNA的個體便能繼續生存。但如果多樣性甚低的話,可以選擇的並不多,這個群體便未必能進化而適應某種疾病或環境。

物競天擇,便是達爾文進化論的其中一個重要基礎。

最近科學家從塔斯曼尼亞三個不同地方的惡魔找到接近三百隻沒有感染面部腫瘤病的惡魔和剛開始的發病的惡魔DNA2。基因圖譜分析顯示兩個地區對這個疾病有強烈的選擇性 (selection), 而兩個地區當中的五個基因,包括CD146、CD90、CBL2、USP2和MRT2 都與免疫功能和癌症風險有關。透過統計學分析,在幾代的惡魔已對面部腫瘤病有很大的基因組反應 (genomic response) ,也即是說,惡魔的免疫系統可能已進化並適應這個恐佈的疾病。

惡魔對面部腫瘤病的進化反應對這個物種得以繼續生存或有一點希望。塔斯曼尼亞當局已檢查並挑選一定數量沒有病變的惡魔,並把牠們安置在名叫Maria Island 小島和Forestier半島上3,希望塔斯曼尼亞惡魔這個物種不再受這個疾病傷害並得以繼續繁殖。而暫時沒有證據顯示惡魔的腫瘤細胞可以傳到其他動物及人類。

 

參考文章:

  1. Grueber et al. Genomic insights into a contagious cancer in Tasmanian devils. Trends in Genetics (2015) DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.tig.2015.05.001
  2. Epstein B et al. Rapid evolutionary response to a transmissible cancer in Tasmanian devils. Nature Communications (2016) DOI: 10.1038/ncomms12684
  3. http://www.tassiedevil.com.au/tasdevil.nsf/

 

 

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