「瘋狂」三型雄鳥：科學家發現分解睪固酮的超級酵素

雄性皺領松雞具備從血液中清除過量性激素的能力。我們常把高睪固酮水準與雄性的支配力和攻擊性聯絡在一起。然而，在皺領松雞這種遍佈歐亞大陸繁殖的濱鳥物種中，有些雄性面臨著一個獨特的挑戰：它們會產生過量的睪固酮。馬克斯普朗克生物智慧研究所的研究人員與國際同行合作，發現了這些鳥類是如何處理這種過量情況的。它們的身體會產生一種超級酵素，能迅速分解這種激素。這項研究顯示，這個過程由單一基因控制，且發生在血液中，凸顯了血液在調節性激素方面先前被忽視的作用。

睪固酮無疑是雄性激素的代表：它促成雄性表型，並影響性發育和攻擊行為等。在動物王國中，高睪固酮水準通常與更強的自信和繁殖成功率相關。大多數睪固酮在睪丸中產生，再透過血液運輸到身體其他部位發揮作用。

由克萊門斯・庫珀領導的一項最新研究揭示了雄性皺領松雞是如何排出睪固酮的。然而，這也引出了一個問題：這種為吸引雌性而激烈競爭的鳥類雄性，捨棄這種重要的性激素能獲得什麼好處呢？

皺領松雞有三種型別的雄性，稱為形態型，它們在外觀和行為上各不相同。佔絕大多數的「獨立型」，羽毛顏色較深，會在稱為「求偶場」的交配場所積極守衛一小塊領地，以吸引雌性。稍小一些的「衛星型」，羽毛顏色較淺，會與「獨立型」聯盟，和平地求偶。更罕見的「擬雌型」則採取了一種巧妙的策略——它們偽裝成雌性，悄悄混入交配場所。

對於「衛星型」和「擬雌型」來說，它們的策略並非基於攻擊行為，過多的睪固酮反而會起到反作用。早期研究表明，這兩種型別的雄性血液中的睪固酮水準明顯低於「獨立型」。

直到最近，人們對調節睪固酮的遺傳因素知之甚少。皺領松雞可以為此提供線索，因為這三種形態型僅在一個「超基因」上有所不同，這是一個包含約100個基因的DNA區域。它起源於大約四百萬年前，當時一個染色體片段斷裂，然後反向重新插入。

在進行基因表達分析時，研究人員注意到超基因中有一個基因編碼一種分解睪固酮的酵素。他們發現，這種酵素在「擬雌型」和「衛星型」中大量產生，但並非在分泌睪固酮的睪丸中。然而，當研究小組測量睪丸中的睪固酮水準時，他們驚訝地發現，「擬雌型」和「衛星型」在那裡產生的睪固酮遠多於「獨立型」。這就引出了一個問題：這兩種形態型是如何在血液中維持低睪固酮水準的呢？

研究人員發現，「擬雌型」和「衛星型」進化出了一種非常強大的酵素版本，即超級酵素，能非常有效地降解睪固酮。這種超級酵素在「衛星型」和「擬雌型」的血液中大量存在，但在「獨立型」的血液中完全不存在。「根據之前對其他動物的研究，我們原以為這種酵素在血液中不起作用，」第一作者之一亞歷克斯・澤梅拉解釋道，「但我們的結果揭示了酵素在血液中的一個先前未知的作用部位。這意味著迴圈中的睪固酮含量可以直接在血液中進行調節——這是先前被忽視的。」

這凸顯了雄性為提高繁殖成功率而進化出的複雜策略。「所有雄性都需要睪丸中的睪固酮來產生精子，」主要作者之一茉莉・洛夫蘭德解釋道，「但這種激素也有其他作用，例如在大腦中，它可以促進攻擊和求偶行為。有趣的是，非攻擊性的皺領松雞似乎在整個大腦中，尤其是在下丘腦，也有較高水準的超級酵素。這些結果，再加上血液中較低的睪固酮水準，可能在塑造它們的交配策略中起著重要作用。」

單一基因的變化會影響睪固酮水準這一發現，開闢了新的研究方向。未來，研究小組希望更深入地研究皺領松雞複雜的社會行為是如何調節的，並繼續探索性別內部的多樣性。

參考文獻：Jasmine L. Loveland、Alex Zemella、Vladimir M. Jovanović、Gabriele Möller、Christoph P. Sager、Bárbara Bastos、Kenneth A. Dyar、Leonida Fusani、Manfred Gahr、Lina M. Giraldo - Deck、Wolfgang Goymann、David B. Lank、Janina Tokarz、Katja Nowick和Clemens Küpper所著《單一基因協調皺領松雞雄性交配形態下的雄激素變異》，2025年1月23日，《科學》期刊。DOI: 10.1126/science.adp5936