賽斯WhyWhy - 賽斯為什麼

 2005年科學大突破

每年12月底，《科學》雜誌回顧1年來科學界重大成果，並挑選其中之1為最大突破。
2004年以美國精神號及機會號「登陸火星」最為醒目；
而去年則以「演化進行中」為科學界最重要突破。
1859年達爾文提出「物種起源」學說支持演化是生物進化的基礎，而過去1年來，
科學家從定序病毒到哺乳類基因組，以及從歐洲黑頭鶯及三棘魚的田野調查中，
逐一抽絲剝繭，揭開推動生物演化的分子機制，進而支持達爾文的進化論。

在2005年9月1日，完成定序黑猩猩遺傳密碼，發表於《自然》雜誌，
發現猩猩和人類600萬年前乃同一家，皆擁有約31億個遺傳密碼，其中僅1.2%不同。
在蛋白質的表達上，29%一樣，即是有差異也不多於2個胺基酸。兩者在離子管道、
突觸訊息傳遞機制及精子形成等相關的基因，均快速演化。然而人類擁有585個基因，
在演化速度上比猩猩快，包括對抗肺結核及瘧疾等的基因，
科學家也發現FoxP2基因和語言能力的發展有關。人類乃184種靈長目中，
唯一能直立行走者，哪些基因使人類能直立行走，
擁有較少毛髮及容量大且具創意思考的大腦，仍待科學家進1步的研究。

習性改變產新物種

演化論中認為，同一族群裡，當部分不再強調相互交配後，將產生新品種，
但卻苦無證據。去年科學家從田野調查中發現，一旦生物開始適應新環境後，
新品種也將隨之產生。歐洲黑頭鶯類棲息於德國南部及奧地利，過去數十年來發現，
冬天往北遷徙的鶯鳥增加，而且往北比往南過冬的鶯鳥，早回到共同棲息地交配，
兩者習性改變，加上回到棲息地時間上的差異，彼此不再交配後，
未來將產生新種的鶯鳥。而生長於不同植物上的毛毛蟲，
也藉由釋放出不同的費洛蒙以吸引同類自成一族。環境的改變，將誘導新物種的產生。
另一方面，動物適應環境和基因的關連如何?研究人員以三棘魚為例，
10000年前當最後1次冰河時期後，將三棘魚分為海洋及湖泊型；海洋型擁有大的腹鰭，
而湖泊型的腹鰭則逐漸退化，
科學家發現此退化和一影響骨頭及牙齒發育的基因PITX1有關，
找出受外在環境影響及內在基因改變的因子。

演化奧秘逐一解開

在醫學應用上，先前猩猩基因解碼，有助於科學界了解人類為何比猩猩較易罹患愛滋症、
心臟病、慢性病毒性肝炎及瘧疾等的原因。同時人類單體型計劃(HapMap)初步完成，
蒐集非洲、亞洲及歐洲人種數百萬單一核醣酸多態性的基因，
以找尋和複雜疾病如糖尿病、心臟病等有關的基因。同時去年10月，
科學家也從1位阿拉斯加婦女體內及數名因流感死亡士兵的肺臟檢體中，
定序引起1918年西班牙大流感的病毒基因，
先前人們認為致命的流感乃由人類病毒和禽類病毒組合，
研究人員意外地發現此病毒一開始即為禽流感病毒，經過突變後能輕易感染人類。
病毒的快速演化，使全球衛生單位相當擔心今年禽流感是否將再度大流行。

總而言之，達爾文藉從物競天擇強調演化的存在，當時並不了解演化的詳細機制。
過去1年來許多科學家的努力，從生物基因組解碼到田野調查，
終於逐一解開演化的奧秘。《科學》雜誌以「演化進行中」為去年最大突破，
不但再度肯定達爾文的真知灼見，也為未來生命科學，開啟另一片研究領域。