顯微鏡下的生死搏鬥線蟲與線蟲捕捉菌的神鬼交鋒 - 科學月刊

掠食者與獵物的交互作用如何影響物種的演化？ ... 其中，秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）為一種模式生物（model organism）〔註〕，是研究 ... Search/搜尋 分類選單 -文章分類- 封面故事 NewsFocus 專訪 專欄 科技報導 評論 精選文章與其他 活動訊息 專欄 文章專區 2021-08-02顯微鏡下的生死搏鬥線蟲與線蟲捕捉菌的神鬼交鋒 620期 Author作者 林宏澤、阮聖茜、薛雁冰 生物學線蟲線蟲捕捉菌MMBascarosides模式生物 掠食者（predator）捕食獵物（prey）的行為在大自然間十分普遍，大從非洲大草原的獅子狩獵斑馬，小到豬籠草捕捉被捕蟲籠吸引的昆蟲，掠食者們會想盡辦法抓到更多獵物，而獵物則會想盡辦法逃脫。

掠食者致命的爪子、靈敏的視覺與聽覺，能讓牠們發現並快速地捕捉與殺死獵物；獵物們則會透過警戒色、偽裝、擬態等應對策略，模仿周遭環境的型態或顏色，將自己隱藏在背景中，不被掠食者發現。

掠食者與獵物的交互作用如何影響物種的演化？共同演化常發生在掠食者與獵物間，在捕食的過程中獵物必須想辦法不被捕食，而掠食者則必須想辦法克服獵物的抵抗，演化出新的捕食模式，獵物又需更進一步改變策略，一來一往形成演化上的軍備競賽。

  地球上數量最多的動物：線蟲 線蟲動物門（Nematoda）下大約有100多萬個物種，是地球上數量最多的生物，牠們分布廣泛，從土壤、海洋、動物、昆蟲、植物、冰層內都能發現牠們的蹤跡。

其中，秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditiselegans）為一種模式生物（modelorganism）〔註〕，是研究發育生物學及神經科學的絕佳材料。

秀麗隱桿線蟲的成蟲體長僅1毫米，由於其蟲體透明，因此我們可以在顯微鏡下觀察到線蟲的每一個細胞，甚至能從胚胎開始觀察細胞分裂的情形，並繪製出由單細胞發育至成蟲959個細胞的細胞淵源圖。

此外，秀麗隱桿線蟲還非常容易在實驗室內培養，且具有極短的生命週期，僅僅3天便能使線蟲從卵成長至能下蛋的成蟲。

〔註〕模式生物是指被科學家們廣泛研究，能使科學家深入了解其生命現象的物種。

藉由對模式生物的研究結果，能解釋許多物種發育、遺傳、疾病等生理機制。

通常模式生物具有體積小、生活史短、成本低、方便在實驗室中操作與培養、繁殖快且子代多、基因組不複雜等特性，其他如酵母菌（Saccharomycescerevisiae）、果蠅（Drosophilamelanogaster）、斑馬魚（Daniorerio）、小鼠（Musmusculus）也是實驗室中常見的模式生物。

  2002年時，布瑞納（SydneyBrenner）、霍維茲（RobertHorvitz）、蘇斯頓（JohnSulston）因建立秀麗隱桿線蟲作為模式生物，與對細胞程序性死亡（programmedcelldeath）〔註〕的研究獲得諾貝爾生理醫學獎（NobelPrizeinPhysiologyorMedicine）；而之後在秀麗隱桿線蟲上的研究如RNA干擾（RNAinterference,RNAi）〔註〕、綠色螢光蛋白（greenfluorescenceprotein,GFP）的應用與改良均是科學史上的重大發現，且分別於2006年與2008年獲得諾貝爾獎。

〔註〕細胞程序性死亡是指動物在發育過程中，為了移除不必要細胞而發生的反應。

〔註〕RNA干擾是藉由小片段RNA干擾蛋白質表現，並誘發基因靜默（genesilencing）的現象，進而抑制基因表現。

世界上的科學家們對秀麗隱桿線蟲的研究已持續40多年，不論研究方法或工具都十分成熟，大幅縮短了研究所需的時間。

而秀麗隱桿線蟲也是第一個被全基因體定序（wholegenomesequencing）的動物，我們也可以在線蟲上利用核酸干擾的機制進行基因靜默；另外，透過遺傳篩選（geneticscreen）加上全基因體定序突變株，則可以迅速找出線蟲突變株中可能的突變基因。

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