信鴿的性別及基因

信鴿 (鳥類)不同於哺乳動物沒有外露的生殖器官,在幼鴿期很難由外觀辨別公鴿或母鴿,一般等幾個月大時才能由外觀特徵及行為分別公母,這對於幼鴿期分公母櫥飼養的鴿友就相當困擾 (在台灣有的鴿友只飼養雌鴿參賽,所以在雛鴿4-5天大時就會利用生化檢驗方式做性別鑑定)。鳥類與哺乳動物不同,哺乳動物包括人類,雌性為XX,雄性為XY,鳥類雌鳥為異型配子(heterogametic) ZW性染色體,雄鳥為同型配子(homogametic) ZZ性染色體,這意味著後代的性別在排卵後決定,而不是卵子受精之後,在這邊不再多寫公、母鴿外觀的辨別方式,經驗老到的鴿友9成以上都能分辨出公母。

在基因遺傳方面與飛行有關的基因包括:

1. L型-乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase A; LDH-A) : 參與肌肉組織的好氧性及厭氧性代謝,故可以決定肌肉的持久力、飛行速度、氧氣的容量及恢復能力。

2. 粒線體基因 (Cytochrome b: MTCYB) : 粒線體具有雙層的細胞膜,內膜形成許多的皺褶,經由其內膜的電子傳遞鏈進行氧化還原作用,而製造大量的能量(ATP),故粒線體是細胞的能量發電廠,供應細胞運動不可或缺的能量,粒線體基因是屬於母系遺傳,故與賽鴿細胞運動的遺傳關係最為密切,Cytochrome b: MTCYB是唯一的粒線體DNA,具有呼吸複合物III (respiratory complex III) 次單位的功能,呼吸複合物III是粒線體氧化磷酸化的電子傳遞鏈的第二個酵素;催化電子從輔酶Q轉移給Cytochrome C及利用能量將質子從粒線體內側傳到外側,有關信鴿基因的研究未來還有更詳細的說明。

賽鴿優良基因探討

2006年Dybus A., Pijanka J. 及Cheng YH等學者於應用基因學期刊(Journal of Applied Genetics)中報告出,發現乳酸去氫酶A(LDHA)活性與賽鴿歸巢能力有關,特殊的是競翔成績超群的賽鴿中,乳酸去氫酶AA對偶基因(LDHAA allele) 的比例較高。乳酸去氫酶(LDH)的活性在賽鴿能量代謝中扮演了重要角色,LDH基因家族與缺氧性與耗氧性代謝有關,對於賽鴿的肌肉耐力、恢復速度、及耗氧能力關係密切。乳酸去氫酶基因是乳酸去氫酶的遺傳密碼,負責乳酸(L-lactate)與檸檬酸(pyruvate)之間的轉換,並利用菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide) (NAD+)當輔酶。 

在脊椎動物中,LDH-A同位酶(isoenzyme)是較適合在缺氧性的肌肉組織中將檸檬酸代謝,而LDH-B同位酶較易在耗氧性組織中將乳酸氧化。LDH-A(肌肉), LDH-B(心臟)及LDH-C(睪丸)基因的表現是受發育調控的,並具有組織特異性。2006年波蘭學者Andrzei Dybus等人更于應用基因學期刊(Journal of Applied Genetics)發表,在研究歐洲、中國大陸與台灣的445羽賽鴿中,確認LDH-A與賽鴿的歸巢性呈現相關性,其中入賞的優秀鴿中,無論在歐洲、中國大陸或台灣,其LDH-AA基因型的比例遠高于其他控制組的賽鴿或歸巢性差的鴿子。在控制組的賽鴿中,LDH-AA基因型比例是0.065,LDH-AB是0.935;歐洲入賞鴿中,LDH-AA基因型比例是0.203,LDH-AB是0.797;中國大陸與台灣入賞鴿中,LDH-AA基因型比例是0.219,LDH-AB是0.781;而那些歸巢性差的賽鴿中,LDH-AA基因型比例是0.006,LDH-AB是0.994。由以上的研究顯示,LDH-AA基因對于賽鴿而言是一個好的基因標幟,對于歸巢性好與壞的組別在統計學上具有顯著意義(P<0.001)。白話一點來說,要追求歸巢性好的賽鴿,應該選殖擁有LDH-AA基因。

在運動時乳酸的利用會增加許多倍,並且幾乎完全氧化,在運動達到最大需氧量的42%時,肌肉乳酸的吸收利用是葡萄糖的兩倍之多。這樣的研究顯示乳酸是肌肉活動時重要的能量來源,同時這樣的過程會影響賽鴿在長時間飛翔的速度與耐力,LDHAA基因可以說明賽鴿歸巢能力的潛在特質,我們可以稱為這是在科學界研究出的一項賽鴿優良基因。

賽鴿基因鑑定

目前在研究賽鴿優良基因在國內外都有學者在從事,未來將由外觀鑑定一羽賽鴿優異與否的層次,進入分子生物學的領域,科學研究的最終目的就是為了回饋人類與增進生命的品質。簡單利用賽鴿的羽毛,在實驗室以「聚合酶連鎖反應-限制片斷長度多型性(PCR-RFLP)」的實驗方法,可以鑑定出LDHAA基因是否存在。由於LDHA基因的結構差異,影響了賽鴿對於乳酸的代謝,並決定了賽鴿在長時間飛翔的速度與耐力。這項賽鴿的突破性研究,給了我們鴿友對優良基因賽鴿選殖的一項理論根據,或許未來基因鑑定是成為篩選優良賽鴿基因的新興事業,對於育種遺傳與選將插組肯定有更科學的依據。

圖說: DNA、基因、染色體

圖片為所載版權為國立臺灣科學教育館所有

乳酸與賽鴿運動的關係

Dybus A.等學者於2002年應用基因學期刊(Journal of Applied Genetics)指出,乳酸(lactic acid)被認為是在運動時比葡萄糖更重要的一種能源,並且是糖質生成(glycogenesis)中比葡萄糖更有效的來源,在循環中的代謝率比葡萄糖快。一般而言,訓練有素的個體在同樣的運動中比沒有運動的個體產生較少的乳酸,乳酸製造與清除與乳酸去氫酶的活性有關。

然而過多的乳酸堆積會造成運動後的肌肉酸痛,同時也會影響下一關的成績,我們除了適量的讓賽鴿休息,或以溫水浴讓賽鴿血液循環加速,另外運用在實證醫學有效的能量代謝調整劑如微量元素、抗氧化劑、左旋-卡尼汀等會使乳酸代謝加快,快速恢復肌肉障礙,儘速完成作戰準備,迎接下一關的賽事。

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