【生態科研探索之鸚綻嫣紅】鸚鵡羽色可自控 解毒酵素變「開關」

港大科研團隊與海外學者合作 揭生物為奪配偶芳心全力演化

物種演化是一部跨越億萬年的史詩，充滿驚奇與智慧。當中的魅力，在於生物總能通過改變，找到繁衍的出路。香港大學科研團隊通過基因研究了解動物演化過程，最近與海外學者合作發現，鸚鵡竟能把本來用於身體解毒的酵素，化為控制羽毛色彩的「開關」，並證明指定基因足以解釋鸚鵡如何控制羽毛中黃色和紅色的數量。團隊負責人近日接受香港文匯報專訪時表示，原來鸚鵡的羽毛顏色，對其生存、繁衍以至群體生活均具有重要意義，未來會繼續鑽研，探索大自然中更多生命的奧秘。●香港文匯報記者 姜嘉軒、楊盈盈

「安南遠進紅鸚鵡，色似桃花語似人」（白居易《紅鸚鵡》），鸚鵡外表靚麗、聰慧能言的特質，自古吸引不少詩人入文詠嘆與作喻反思。對現代科學家來說，其絢爛毛色有着特殊的生物學與生態演化意義，叫人着迷，港大生物科學學院助理教授冼雍華便是其中之一。

冼雍華進行過多項有趣研究，包括了解動物基因組內嗅覺受體基因多寡與其嗅覺能力的關係；亦曾研究雀鳥如何吃出甜味，「雀仔的祖先是食肉恐龍，而後者早已喪失甜味受體的基因；惟仍然有很多雀仔食生果，蜂鳥甚至會食花蜜，顯然是能分辨出甜味。」研究結果顯示，牠們原來是經過演化突變，令鮮味味覺受體能辨別出糖分。

「這些研究的宗旨，都是在基因組層面，了解如何聯繫到包括雀鳥在內不同動物的表徵，例如嗅覺、味覺或外表，進而影響到其生存、繁衍，以至演化。我們實驗室的一系列研究，就是希望更加理解這個（演化）過程。」

原來外表會影響到動物的生存繁衍。冼雍華以雀鳥為例，牠們在成長過程中會受自然選擇、性選擇等影響顏色變化。「所謂自然選擇，就是牠在大自然求生時，需要避過捕獵者追捕。試想身處滿是綠色的森林，羽毛有綠色保護色時，就能躲避以視覺為主的猛禽。」至於性選擇就涉及求偶成功率，「對雀仔而言，想要贏得配偶芳心就必須要靚，於是牠們的羽毛色彩鮮艷，五顏六色。」

研動物演化有秘訣：尋找特例

冼雍華藉研究雀鳥羽毛顏色，窺探其演化過程，「要了解動物演化，很多時都會研究當中的特例，從中得到啟示。」因此，鸚鵡就成了其眼中最合適的對象。原來，其他鳥類雖然也有黃色和紅色羽毛，「但牠們普遍只能通過進食攝取類胡蘿蔔素，令羽毛有顏色，於是一旦停食，羽毛就無得變靚。」至於鸚鵡則沒有這種限制，只因牠能演化出獨特的色素，稱為鸚鵡黃素，並把這些色素與其他顏色結合，創造出鮮艷的黃色、紅色和綠色。

蛋白質「醛脫氫酶」可控制顏色差異

去年11月，冼雍華在內的多名港大學者，聯同海外科學家在著名期刊《科學》上發表論文，展示他們首次發現了鸚鵡DNA中控制羽毛色彩「開關」的重要成果。團隊通過研究擁有紅色及黃色形態的鸚鵡品種「暗色吸蜜鸚鵡」，發現蛋白質「醛脫氫酶（ALDH）」可控制其顏色差異。

為了解此「開關」在控制其他鸚鵡羽毛顏色的作用，團隊研究了另一種鸚鵡「桃面愛情鳥」，發現牠的同一種醛脫氫酶基因，在黃色羽毛中處於高水平表達，但在紅色羽毛中則不然。而當該基因處於高水平表達時，鸚鵡黃素就會從紅色轉成黃色。

其後，研究人員再利用虎皮鸚鵡的顏色基因對酵母進行基因改造，最終確認這一機制，證明這個基因足以解釋鸚鵡如何控制羽毛中黃色和紅色的量。

其他顏色奧秘有待發掘

「今次其中一點有趣發現，在於醛脫氫酶原本是用來幫助去除身體毒素，例如人類肝臟會用它幫忙解酒。換言之，鸚鵡是以原本用於解毒的酵素去調整羽毛顏色。從中就可以看到自然界演化的奇妙，就是會用上身體本身已有的材料，讓它發展出全新功能。」冼雍華指，即使今次發現了一個「開關」，但科學家仍有很多未知及有待發掘的奧秘，「其他更多顏色與基因之間的關聯，不同基因之間的作用，牠們又是如何調控基因，令身體不同部位發展出不同顏色等。我們往後想進一步探討，找出基因只是第一步，往後還有很多知識需要深挖。」