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長毛象的血紅素

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王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

760～670萬年前，象在赤道非洲演化出來；現在有兩屬：非洲象與亞洲象。一萬年前世上還有第三屬：長毛象。

200～120萬年前，地球已進入更新世，長毛象居然成功地進入高緯度地區生活。其他在北極圈生活的哺乳類，與熱帶都沒有那麼清楚的聯繫。因此長毛象的適應轉軌是個有理論意義的研究問題。熱帶哺乳類為什麼能適應冰河時代的寒帶氣候，關鍵是什麼？

長毛象耳朵、尾巴都小，身披長毛、又有皮下脂腺，都是應付嚴寒氣候的招數。此外，還有沒有什麼生理祕訣？例如血紅素負責輸送氧分子給組織。越是活動激烈的組織越需要氧，如肌肉。而生物組織一激烈活動，溫度就升高。血紅素是對溫度敏感的分子，在高溫環境中更容易釋放氧。但是在嚴寒的西伯利亞，身體末梢（如小腿與腳）一定都凍僵了，血紅素不就難以釋放氧了嗎？

加拿大哺乳類生理學家坎伯（Kevin L. Campbell）與澳洲的DNA專家合作，從生活在4萬3,000年前的長毛象屍體裡，取出了核DNA，再從裡面找到血紅素基因。然後利用以細菌製造人類胰島素的技術，以大腸桿菌製造長毛象的血紅素，並與非洲象、亞洲象比較。

1970年諾貝爾文學獎得主索忍尼辛在《古拉格群島》（1973）描述過，西伯利亞永凍層裡埋藏著長毛象的屍體。坎伯是看了「發現」電視頻道的節目，才知道這回事。結果，坎伯團隊發現：長毛象的血紅素能穩定地釋放氧，不受環境溫度影響；長毛象與兩種現生象的血紅素，有3個胺基酸的差異。原來血紅素是個大分子，由4條多胜鏈組合：兩條α（141胺基酸）、兩條β（146胺基酸）。關鍵差異是位於β鏈上的3個胺基酸，血紅素分子的結構功能因而變了。不然，象大概就無法在寒帶立足了。

資料來源

《科學發展》2010年10月，454期，78 ~ 81頁

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