稿源:2016-02-26/科學人雜誌/鄭靜琪
動物行為學之父勞倫茲(Konrad Lorenz)鎮日與蟲魚鳥獸為伍,《所羅門王的指環》是他與動物對話的經典之作;他也與雁鵝為友,一生觀察並研究雁鴨的行為,勞倫茲的精神影響了後世許多科學家,中興大學動物科學系教授陳志峰就是其中之一。
陳志峰的研究對象是中興大學畜牧場中飼養的3000多隻雞,他從學生時代師承李淵百教授開始與雞為伍,至今已30多年,除了利用遺傳工程技術選育出優良的抗病品種外,近年來更在美國南加州大學教授鍾正明的協助下,在中興大學成立了「鳥禽類演化與基因體研究中心」(Center for integrative and Evolutionary Galliformes Genomics, iEGG),致力以鳥禽做為模式動物,解開生物演化之謎。
以鳥禽類做為模式動物,研究範圍可以更加廣泛,其中之一是了解生物的演化過程,例如從鳥禽的表皮角蛋白、羽毛、鳥喙的形態變化與發育過程的改變,探討諸如爬行動物的演化以及鳥類的起源等問題。此外,鳥禽身體的不同部位可以長出不同顏色、形狀的羽毛,可以研究基因如何調控性狀在身體不同部位的表現,進而應用在人體的研究,例如眉毛為何只會在固定的位置生長?最重要的是,鳥禽的胚胎為體外發育,更容易觀察並研究受精卵的發育過程,例如研究鳥禽的羽毛在哪個階段開始長出來,藉此了解發育生物學的表皮生長機制。
雞與雞蛋是我們日常飲食中重要的動物性蛋白質來源,研究雞可以改進農業的生產問題,而推動以雞為模式動物做為科學研究,不僅可以獲得新的科學知識,更可把得到的啟發應用到家禽產業中,開發更多的生產與利用。鵪鶉也很適合做為模式動物,例如日本鵪鶉,繁殖速度快、產蛋數量也多,對於實驗操作相當有幫助。
動物行為學家勞倫茲則是以雁鵝為模式動物,提出雛鳥孵化後的銘印現象。2004年12月,《自然》(Nature)發表了雞的全基因組定序,約10億個鹼基,至2015年已發表的基因將近3萬5000個。雞的基因組總長度約為人類的1/3,有許多微小染色體,這些結果,在生物資訊或是生物學上都別具意義。
中興大學iEGG已經保存了17種雞的種原,除了來自台灣各地的土雞,也有日本、中國的品種,此外,我們也與泰國、越南等地合作雞的保種計畫,iEGG扮演了亞洲雞種源庫的角色。
國際上有一個專以鳥禽為模式動物來探討各種生物研究主題的科學會議,參與者都是研究鳥禽相關領域的學者,第一屆國際鳥禽會議於2003年在英國召開,著重在雞隻基因組計畫,後續幾屆會議的討論範圍則擴展到鳥類發育生物學、行為學、生理學、細胞訊息傳遞等領域。
在鍾正明院士的極力奔走下,台灣爭取到在2016年舉辦第九屆鳥禽模式動物會議,邀請了50位國際知名科學家,分別介紹當今最尖端的科學研究。此外,iEGG特別針對大眾舉辦一場科普演講,邀請中國科學院古生物學家徐星從恐龍研究與鳥類起源談起,再由鍾正明院士談羽毛幹細胞如何使鳥的演化變為可能,最後由《科學人》雜誌總編輯李家維談人類如何與地球和諧相處,歡迎有興趣的讀者上網報名,一起來聆聽大師的演講。
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