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2015-03-01蟋蟀好聲音
543 期
Author 作者
許家偉／輔仁大學生物系碩士、陽明大學微免所博士：曾任職加州大學洛杉磯分校（UCLA）微免暨分子遺傳系、南加大（USC）分子藥理學系；現任職於生物科技公司產品研發及品管部門。
2003年，夏威夷島上變得安靜許多，因為愛唱歌的公蟋蟀「封麥」了。難道是因為唱到「燒聲」？不唱歌的公蟋蟀魅力全失，這下該如何吸引母蟋蟀的注意？那就要從1991年說起了……
從1991年開始，夏威夷可愛島（Kauai）上的野地蟋蟀（Teleogryllus oceanicus）遭受到一種從北美洲移入、稱為奧米亞棕蠅（Ormia ochracea） 的寄生蠅侵襲。這種寄生蠅，專挑那些會發出聲音訊號的蟋蟀去產卵。因為只有公蟋蟀會摩擦翅膀，發出聲響去求偶，所以奧米亞棕蠅就在公蟋蟀身上產卵；之後所孵化出來的蒼蠅幼蟲，就會將宿主的內臟吃光！這個掏空的過程只需要一個禮拜。到了2001年， 可愛島上的居民注意到，島上變得寧靜清悠許多，因為多年下來，會唧唧叫的公蟋蟀數目已嚴重銳減。
不發聲的公蟋蟀
時間來到2003年，歷經了12個年頭、20個蟋蟀世代之後，美國加州大學河邊分校（University of California Riverside）的研究人員發現，可愛島上的蟋蟀數量已經反彈，但高達96％的公蟋蟀是不會發聲的。很顯然，在可愛島上，公蟋蟀不會發出聲音是一種生存優勢，這樣就可以避免成為奧米亞棕蠅幼蟲的宿主而喪命。研究人員把這種不出聲的變異公蟋蟀品種稱為平翼（flatwing）。
兩年後（2005年），英國聖安德魯大學（University of St. Andrews）的研究人員，在可愛島以東相隔約100公里的歐胡島（Oahu）上，發現有45％的公蟋蟀也變得惦惦不出聲；但在群島最東邊的夏威夷大島（Hawaii）上，則只有2％的公蟋蟀不會發聲。由於可愛島和歐胡島兩地的居民往來頻繁（每小時都有航班），研究人員想知道到底歐胡島上的平翼品種（代號fwO），是由可愛島遷移過來，而在相同的選擇壓力（selection pressure，即寄生蠅的威脅）底下繁殖興旺？還是所謂的「趨同演化（convergent evolution）」，也就是歐胡島上的公蟋蟀，獨立演化出跟可愛島上的平翼公蟋蟀品種（代號fwK）相同的特性呢？
研究人員首先觀察蟋蟀翅膀上的脈絡（vein patterns）。他們發現，fwK公蟋蟀翅膀上的脈絡紋路，跟一般正常會發聲的公蟋蟀有很大的差別；而fwO公蟋蟀翅膀上的紋路，又跟fwK公蟋蟀的紋路不大相同。昆蟲翅膀上脈絡的遺傳徵狀，是由一個性染色體連鎖的單一基因座（X-linked single-locus）所控制。於是研究人員就對蟋蟀這個基因座區域，進行單一核苷酸多型性（single nucleotide polymorphism, SNP）分析，比較這兩種蟋蟀在基因上 DNA序列的變異位置和程度。結果顯示，可愛島和歐胡島上的平翼公蟋蟀，其翅膀脈絡差異呈現是來自不同的等位基因（alleles，負責決定一種遺傳特性的遺傳基因），這就表示變異是獨立發生的。
演化大比拼
綜合起來，從外型和遺傳分析的結果都能看出，可愛島和歐胡島上的平翼變異公蟋蟀是獨立出現，並且逐漸成為兩個族群。這種由於不同的等位基因歧異，卻造就出一致的外在特徵效果，正是在短時間內發展出適應性的趨同演化的例子。……【更多內容請閱讀科學月刊第543期】