2015年10月14日 星期三

校園螞蟻分類檢索實驗---問題與討論



(photo by pixabay)
在製作檢索表的時候,常會遇到一個困難點就是許多不同種的螞蟻總會有不少交錯的特徵,例如:擬大頭家蟻屬與皺家蟻屬因為腹柄節有兩節所以一開始就與其他種類的螞蟻分開,但是分類到最後時卻會發現牠們與棘山蟻屬有著相同的觸鬚節數,而其他的螞蟻種類在分類時也遇到很多相似的情況。簡單來說,越接近起點的特徵狀態(character state)是被越多物種所共享的,而越接近終點的特徵狀態則是越少物種獨具的。這些特徵都需要具備穩定(consistent)的特質才能被使用。然而我們也發現有些特質似乎是有變異的,例如體色。那麼為什麼有些特徵(例如體毛多寡)在某些物種具有高度的個體變異(individual variation),但是在某些物種內卻相對穩定呢?(Yen SH,對檢索表製作報告撰寫之提點,2015)



即使是同一種基因型在面對不同環境時仍會產生不同的表現形態,此現象稱作表型可塑性,例如:一對同卵雙胞胎擁有相同的DNA,假設其中一者喜歡曬日光浴另外一者則否,喜歡曬日光浴者在肌膚上額外的皺紋較多且罹患皮膚癌的風險較高,另一者則否,由此可知除了遺傳,環境也造成了許多影響性狀的作用。表型的可塑性能增加特定條件下生物的生存率,產生個體變異,促進遺傳多樣性,而上述螞蟻的外型特徵,也能夠以此說明,例如:工蟻、兵蟻由於在族群中扮演的工作角色不同,即使他們屬於同種類的螞蟻,在外觀與體型上也會有明顯或些微的差異。



而同種螞蟻個體間性狀的差異取決於環境的適應及工作的性質,若某種螞蟻的分工很一致,那牠們的性狀歧異度便不高,如果環境沒有巨大的改變,久而久之,該性狀將會長期的保留下來,逐漸成為穩定型天擇,所以才會有某些種類的螞蟻在個體變異的部分相對高度個體變異的種類穩定。



然而,擁有不同基因型的個體,有時會有相同的表現型,趨同演化就是一個典型的例子,不同生物棲息在相似的環境,進而演化出類似的器官與構造,例如:海豹與企鵝為分類差距很大的生物,牠們在脊索動物門之後就分為哺乳綱及鳥綱,但是牠們卻擁有在外型與功能方面極相似的構造。這就是我們常說的同功器官,而螞蟻也有相似的狀況,例如大顎的形態。



以上是此次我們在「校園螞蟻分類檢索實驗」中提出的問題與討論


Fusco G.,Minelli A. 2010. Phenotypic plasticity in development and evolution: facts and concepts. The Royal Society.


Jean-Michel Gibert ,Frédérique Peronnet, Christian Schlötterer.2007. Phenotypic Plasticity in Drosophila Pigmentation Caused by Temperature Sensitivity of a Chromatin Regulator Network. PLOS Genetics.

Klucevsek K. Student.com. [year] Genotype-Environment Interaction and Phenotypic Plasticity

Shanshan Zhou, Terry G. Campbell, Eric A. Stone, Trudy F. C. Mackay, Robert R. H. Anholt.2012. Phenotypic Plasticity of the Drosophila Transcriptome. PLOS Genetics.

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