組織與生理

完美而複雜的演化—眼睛

完美而複雜的演化—眼睛
國立彰化師範大學科學教育研究所博士生 王淑卿

人類眼睛具有空間視覺與彩色視覺功能,這個精密複雜構造是從簡單不完美的構造演化而成。約在五億四千萬年前古生代寒武紀生命大爆發 (Cambrian explosion) 時期出現的三葉蟲化石已經具有複眼,於加拿大幽鶴國家公園 (Yoho National Park) 內的伯吉斯頁岩 (Burgess Shale Formation) 發現五億一千五百萬年前的寒武紀歐巴賓海蠍 (Opabinia regalis ) 化石,則已經具有 5 個柄狀突起的眼睛。

茉莉酮酸

茉莉酮酸 (Jasmonates)
國立臺灣大學植物科學研究所博士生 林孟淳

茉莉酮酸 (jasmonates, JAs) 為茉莉酸 (jasmonic acid) 及其衍生物的總稱,是近數十年發現的植物激素 (phytohormones) 之一。最早於 1962 年,在大花茉莉精油中發現(實為茉莉酸甲酯 methyl jasmonate, MeJA),因此得名,之後陸續在多種植物中,也發現 JAs 的存在。但直到 1970 年後,才開始發現到 JAs 也有植物激素的功能。其主要功能為促進雄蕊發育、塊莖形成、抑制根部的生長,但是 JAs 最廣為人知的功能是在植物遭受物理性傷害後(例如草食性昆蟲所造成的傷口),誘導植物的系統性防禦,以抵禦草食生物的進一步攻擊。在植物受到草食性昆蟲攻擊時,在傷口處誘導出大量的 JAs,使 JA 訊息傳遞途徑開啟,並促使植物產生蛋白酶抑制劑等物質,讓昆蟲難以消化到口的食物,因而放棄進食。

光形態發生

光形態發生 (Photomorphogenesis)
國立臺灣大學植物科學研究所博士生 林孟淳

光形態發生 (photomorphogenesis) 是泛指植物在受到光照後,所產生的一切形態變化。狹義的光形態發生,又稱為幼苗的去白化 (de-etiolation),專指植物在種子或孢子萌發後,接受到光線而產生的形態變化。與之相對,呈現暗形態發生 (skotomorphogenesis) 的幼苗,稱為白化苗 (etiolated seedlings),是指在黑暗的環境下生長時,所出現的表徵。種子在土壤中發芽後,由於缺乏光源,僅靠種子所貯存的能量,不足以提供整個生命周期的需求。為了在最短的時間內找到光源,在黑暗下生長的幼苗,其下胚軸 (hypocotyl) 會延長,以縮短破土而出的時間;為了在出土前保護脆弱的生長點,在暗形態發生時,幼苗的子葉並不會展開,並保持頂端勾 (apical hook) 的構造(圖一)。市場中常見的豆芽菜,就是暗形態發生下的綠豆或黃豆幼苗。

植物的微小 RNA

植物的微小 RNA (micro RNA of Plant)
國立臺灣大學植物科學研究所博士生 林孟淳

微小 RNA (micro RNA, miRNA) 是一類約為 20–24 鹼基長度的小型 RNA,依其與目標信使RNA (mRNA) 的序列互補,可能導致目標 信使 RNA 的降解,或妨礙蛋白質轉譯的進行,達到基因靜默 (gene silencing) 的效果.本篇將著重於植物微小 RNA 的介紹,並比較與動物微小 RNA 之間的異同。

在動物中最早於 1993 年,在對線蟲 lin-4 突變體的研究中發現(動物部分的介紹,可參考本網站 2013 年之文章《微小 RNA / 小分子 RNA》)。而植物的基因靜默機制,雖然在 90 年代末期就已觀察到,但在 2002 年後,才陸續開始有微小 RNA 被確認。微小 RNA 可調控許多植物的生理現象,包括葉片的發育,調節植物進入生殖生長的時期,以及對逆境的反應等。

雜談突觸可塑性(下)

雜談突觸可塑性(下)(Synaptic Plasticity II)
國立臺灣大學生命科學系碩士 謝秉男

連結:雜談突觸可塑性(上)

四、可塑性的機制:天時地利人和

對此,欲探討突觸可塑性的機制,可由下列幾大要素出發:

(一) 突觸前神經元相關。如圖三左下所示,我們知道當動作電位傳到軸突末端 (axon terminal) 時會激發鈣離子通道,使鈣離子進入細胞內,促使釋放囊泡裡頭的神經傳導物質。因此可能機制包含:(1) 鈣離子通透程度;(2) 囊泡釋放機率的增減;(3) 回收神經傳導物質能力的增減。 

雜談突觸可塑性(上)

雜談突觸可塑性(上)(Synaptic Plasticity I)
國立臺灣大學生命科學系碩士 謝秉男

一、生活中的突觸可塑性

突觸可塑性 (synaptic plasticity) 意為神經連結關係的變化,可能是增強、減弱或是重塑連結關係。拉瑪克的「用進廢退說」是較為直白的解釋方式,去蕪存菁,加強有用的連結,弱化無益的連結,我們的大腦總是經歷改變因而成長。

熟能生巧,知識不等於技巧,筆者絕非天生下來就學會彈吉他,一開始得要用腦思考手指該要放在哪個琴弦才能代表 C 和弦,然後很艱辛地思考該如何移動變成 G 和弦,透過一連串練習,於是我們學會了,原本困難的動作到後來幾乎跟呼吸一樣容易,手指會自己按上去;同理,一開始騎單車時可能會不穩摔跤,但突然在某個時刻就學會了騎車而不會摔跤。以上生活的現象,讓我們知道那些已經學會的事情就不用再多花力氣思考,自然而然地產生連結或是各式各樣的聯想,這背後的道理大抵都可以用突觸可塑性來解釋。 

動物胚胎的生殖細胞發育模式:預先形成與後成(下)

動物胚胎的生殖細胞發育模式:預先形成與後成(下)(Two Main Mechanisms of Animal Primordial Germ Cell Determination: Preformation And Epigenesis (II))
國立臺灣大動物學研究所碩士 陳政儀

連結:動物胚胎的生殖細胞發育模式:預先形成與後成(上)

生殖細胞預先形成發育機制:果蠅的卵在母體內發育時,卵母細胞會分裂四次,產生十六個細胞,包括十五個護衛細胞 (nurse cell) 以及一個卵。這十六個細胞的胞裂 (cytokinesis) 並不完全,彼此的細胞質仍由細胞橋樑通道 (ring canal) 及其內的微管細胞骨架相連接。經由這些通道,護衛細胞所合成的特殊蛋白質與 mRNA 被送往卵集中。

動物胚胎的生殖細胞發育模式:預先形成與後成(上)

動物胚胎的生殖細胞發育模式:預先形成與後成(上)(Two Main Mechanisms of Animal Primordial Germ Cell Determination: Preformation And Epigenesis (I))
國立臺灣大動物學研究所碩士 陳政儀

動物進行有性生殖的過程中,成體生殖器官 (gonad) 內的生殖母細胞製造雌或雄配子 (gametes),也就是卵子或精子,兩者結合後產生合子 (zygote)。合子經過胚胎發育 (embryogenesis),逐漸由幼生發育成熟成為成體,成體又可產生新的配子,這樣的循環使得物種能夠繁衍。由於在這這個過程中會發生突變,進而累積性狀變化,促成演化的發生。

蛙之循環系統(下)

蛙之循環系統(下) (The Circulatory System of the Frog – II)
國立臺灣大學生命科學系 李紘瑜/國立臺灣大學生命科學系 朱彥如

連結:蛙之循環系統(上)

在上篇中我們討論了蛙的心臟以及動脈,而在此篇我們要來討論蛙的靜脈以及淋巴系統。

靜脈和動脈在結構上有顯著的差別,其管壁薄、管腔相對而言較大、血壓低,是血液儲存的場所;內有瓣膜能防止血液逆流,可將各組織的血液運回心臟。蛙的靜脈分為體靜脈系 (systemic veins) 及門脈系 (portal system of veins)。

蛙之循環系統(上)

蛙之循環系統(上) (The Circulatory System of the Frog – I)
國立臺灣大學生命科學系 李紘瑜/國立臺灣大學生命科學系 朱彥如

蛙是脊椎動物,因為它的內部器官和人體近似,而且體型大小適中,取材較容易,所以選用蛙作為解剖實驗材料可以進而了解人體的內部構造。目前實驗材料一般選用牛蛙 (Rana catesbeian),牛蛙屬於兩生綱 (Amphibia),無尾目 (Anura),赤蛙科 (Ranniidae),因其體型較大,觀察方便,而且不分季節,市面上均容易購得。循環系統為體內的運輸系統,由心血管系統 (cardiovascular system) 以及淋巴系統 (lymphatic system) 組成,可快速將細胞所需的養分和氧氣送至有需求的地方附近,並且將細胞活動代謝所產生的廢物以及二氧化碳送至排泄系統和呼吸系統進而排出體外。

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