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為何長壽基因輸給繁殖力?鵪鶉實驗解答演化的殘酷優先順序

科技新報

更新於 04月24日13:24 • 發布於 2天前

生物演化中存在一項殘酷的權衡:生物該將有限的資源投入繁殖,還是用於維持自身機體?一項由艾希特大學(University of Exeter)芭芭拉·席倫(Barbara Tschirren)博士主導的最新研究證實:在繁殖上投入越多能量的鳥類,衰老越快且壽命越短。

為測試此演化理論,研究團隊首次在脊椎動物中採用人工選擇方法。他們以世代極短的日本鵪鶉(學名:Coturnix japonica)為模型,歷經5到6代的選擇性育種,培育出產「大蛋」(高繁殖投入)與產「小蛋」(低繁殖投入)兩個族群。由於鵪鶉雛鳥早熟,母鳥產卵後幾乎不再育幼,因此蛋的大小與資源多寡,直接代表了母體對後代的全部能量投入。

(Source:艾希特大學

實驗結果顯示,被培育來產大蛋的母鵪鶉,平均壽命僅剩 595 天,比產小蛋母鵪鶉的 770 天大幅縮短了約 20%。這項發現直接證明了高繁殖「投入」必然加速衰老。席倫解釋,這是在繁殖與「自我維護」間的取捨,先前的研究亦顯示,產卵投入高的鵪鶉,其細胞修復率與免疫功能確實較低。

這項獲瑞士國家科學基金會資助、發表於《Proceedings of the Royal Society B》的研究,證實了衰老與繁殖投入之間存在著相連且能快速演化的基因變異。席倫指出,儘管生物體內存在長壽的基因變異,但長壽往往以降低繁殖力為代價,因此不受自然選擇的青睞。

這種繁殖與壽命的取捨不僅限於鳥類,也極可能存在於包含人類在內的其他物種。目前,研究團隊已著手探索此現象背後的分子機制,試圖進一步解開生命演化的奧祕。

(首圖來源:孫鋒 林 from Taipei, Taiwan, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons)

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