無色求生存
洞穴魚為求節能代謝而付出代價。
洞穴魚墨西哥麗脂鯉（Astyanax mexicanus）適應了極為惡劣的生存環境：寒冷、漆黑、長期挨餓， 只能在大約一年一次河水泛濫時飽餐一頓。這種魚很容易囤積脂肪，維持高血糖，也睡得很少，牠們眼盲且失去彩色的外觀，儘管生存條件艱苦，卻相當長壽，通常能活上15年。現在新的基因研究顯示，失去色彩並不是演化的偶然，實際上有助於這些苦於飢餓的洞穴魚產生至關重要的能量。
美國密蘇里州斯托瓦斯醫學研究所的演化生物學家克瑞希南（Jaya Krishnan）和羅納（Nicolas Rohner），帶領研究團隊調查墨西哥麗脂鯉的基因調控，發現其中有些改變有助於牠們在嚴苛環境下生存。研究基因調控片段並不容易，這些主責調控的DNA序列不直接製造蛋白質，而是調控其他基因合成蛋白質的時機與區域。科學家利用兩種技術比對這些洞穴魚和親緣相近的河魚的基因調控片段。首先繪製了基因調控片段化學標記的改變，接著追蹤基因調控片段的突變，也就是觀察DNA哪些區域開啟而可進行轉錄、哪些關閉摺疊。
這項研究發表於今年5月的《自然．遺傳學》。未參與這項研究的明尼蘇達大學演化生物學家麥高（Suzanne McGaugh）評論：「這是技術上的一大進步，拓展了未來洞穴魚的研究。」
利用上述技術，研究人員發現洞穴魚和生活在接近水面的近親魚類基因組上的許多差異，其中包括基因hpdb缺少了一個DNA片段，這項突變讓洞穴魚無法代謝酪胺酸合成黑色素，導致無色的外觀。克瑞希南說：「能量匱乏的洞穴魚藉此把酪胺酸用做產生能量，用任何可取得的物質製造能量，才能在艱困環境下生存。」
酪胺酸也有助於合成多巴胺和正腎上腺素，許多動物在壓力狀態下會分泌正腎上腺素。過去洞穴魚的研究指出，失去色素與這些激素的增加和低睡眠需求有關，麥高說這篇論文顯示失去色素還會影響代謝。由於色素、代謝和睡眠的激素與化學反應相關，其中一項的適應演化會有連動影響，克瑞希南說這些取捨可能是營養貧乏棲地動物的通則，而非特例。
【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人知識庫〉2022年第248期10月號】
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