「怪咖」鳥種發現掌控睪固酮的超強酵素

一項國際研究發現，一種調節濱鷸睪固酮的基因，造就了三種行為獨特的雄性型態，此研究為脊椎動物生物學帶來新洞見，也在人類治療應用上展現出潛力。

西蒙弗雷澤大學（Simon Fraser University）參與的一項國際研究指出，在一種「怪咖」濱鷸物種中，單一基因竟能控制三種截然不同的雄性型別的發育，該基因負責調節睪固酮水平。

長久以來，濱鷸因其三種雄性型態（又稱「形態型」）而備受科學家矚目。這三種雄性在外表和交配行為上差異巨大。

發表在《科學》（Science）雜誌封面的一項新研究發現，這些形態型是由鳥類血液中的一種超強酵素（HSD17B2）所造就。此酵素能調節雄性的睪固酮水平，並能快速分解通常與雄性支配和攻擊性相關的激素。

西蒙弗雷澤大學的生物學家大衛・蘭克（David Lank）表示：「這個物種很奇特，有三種外貌和行為都很另類的雄性。」蘭克研究濱鷸長達40年，他的團隊首次發現了不同形態型之間睪固酮的差異。他還提到：「這篇論文闡釋了很多控制這三種型別發育的遺傳和生理過程。」

大多數雄性濱鷸被稱為「獨立者」，它們以鮮明、深色的繁殖羽而聞名，會積極捍衛小型交配區域以吸引雌性，而雌性則承擔所有育雛工作。

「衛星型」雄性體型較小，羽毛顏色較淺，它們會與「獨立者」結盟，共同向雌性展示自己。儘管它們有一定程度的合作，但每隻雄性仍試圖與盡可能多的雌性交配。

第三種形態型「擬雌型」採取了一種巧妙策略。它們完全放棄了華麗羽毛和展示行為，偽裝成雌性，得以悄悄潛入交配場。

對於「衛星型」和「擬雌型」雄性而言，它們的策略並不依賴攻擊性行為，過多的睪固酮反而會適得其反。早期研究顯示，這兩種雄性血液中的睪固酮水平顯著偏低。

新論文找到了產生這種超強酵素的精確基因，該酵素能控制全身（睪丸除外）的睪固酮水平。雄性仍需要睪固酮在睪丸中產生有競爭力的精子。

蘭克指出，濱鷸擁有三種雄性形態型且呈現染色體倒位現象，這一點很獨特，但其中涉及的激素機制普遍適用於所有脊椎動物，包括人類。

他還表示，論文中鑑定出的一種特殊形式的類固醇激素基因，未來某天可能會對人類有治療用途，儘管還需要更多研究。

蘭克提到：「HSD17B2在將睪固酮轉化為雄烯二酮方面的效率是其他的三到四倍。」這意味著，或許可用這種酵素，或基於其結構設計的合成酵素，來治療某些睪固酮過高的疾病。

參考文獻：《單一基因協調濱鷸雄性交配形態背後的雄激素變異》，作者賈斯敏・L・洛夫蘭（Jasmine L. Loveland）、亞歷克斯・澤梅拉（Alex Zemella）、弗拉基米爾・M・約萬諾維奇（Vladimir M. Jovanović）、加布裡埃爾・默勒（Gabriele Möller）、克里斯托夫・P・薩格爾（Christoph P. Sager）、芭芭拉・巴斯托斯（Bárbara Bastos）、肯尼斯・A・戴亞（Kenneth A. Dyar）、萊昂尼達・富薩尼（Leonida Fusani）、曼弗雷德・加爾（Manfred Gahr）、莉娜・M・希拉爾多 - 德克（Lina M. Giraldo-Deck）、沃爾夫岡・戈伊曼（Wolfgang Goymann）、大衛・B・蘭克（David B. Lank）、賈妮娜・託卡爾茲（Janina Tokarz）、卡特婭・諾維克（Katja Nowick）和克萊門斯・屈珀（Clemens Küpper），2025年1月23日，《科學》。DOI：10.1126/science.adp5936

該研究由德國馬克斯・普朗克生物智慧研究所的研究人員帶頭，與西蒙弗雷澤大學、柏林自由大學、維也納大學和慕尼黑亥姆霍茲中心的科學家合作完成。