分科測驗
115年
生物
第 24 題
📖 題組：
墨西哥麗脂鯉（Astyanax mexicanus）生活在不同環境的族群具有高度的形態差異，例如棲息於地表河流的有眼族群，以及生活於地底石灰岩洞穴中的無眼族群。儘管外觀與生理特徵差異相當大，兩者仍屬於同一物種。根據分子序列所建構的親緣關係圖（圖3）顯示，不同的洞穴族群應該是由地表族群在不同時間、地點分別進入洞穴後獨立形成。這些洞穴族群彼此隔離，卻不約而同發生如失去眼睛之類的性狀改變。此種獨立演化出相同表徵的現象即稱為「平行演化」。\n科學家發現，名為$Shh$的訊息分子基因表現量在洞穴無眼族群的胚胎中，顯著高於地表有眼族群，而主導眼部發育的$Pax6$基因表現量則相對較低。若使地表有眼族群的胚胎過度表現$Shh$基因，$Pax6$基因的表現量便會受到$Shh$訊息分子抑制而降低。$Pax6$蛋白可促進眼部細胞增生，故$Pax6$基因表現量降低會進一步導致其眼睛異常縮小。\n此外，提高$Shh$基因表現量也會同時大幅增加味蕾數量，並使大腦掌管嗅覺的區域變大。科學家進一步比較不同地理位置的洞穴族群，發現這些獨立演化的族群都有$Shh$基因表現量提升與$Pax6$基因表現量下降的現象，顯示地底洞穴族群可反覆以同樣的基因調控變化來產生多種性狀的平行演化。\n依據本文及習得知識，回答 23-25 題。
墨西哥麗脂鯉（Astyanax mexicanus）生活在不同環境的族群具有高度的形態差異，例如棲息於地表河流的有眼族群，以及生活於地底石灰岩洞穴中的無眼族群。儘管外觀與生理特徵差異相當大，兩者仍屬於同一物種。根據分子序列所建構的親緣關係圖（圖3）顯示，不同的洞穴族群應該是由地表族群在不同時間、地點分別進入洞穴後獨立形成。這些洞穴族群彼此隔離，卻不約而同發生如失去眼睛之類的性狀改變。此種獨立演化出相同表徵的現象即稱為「平行演化」。\n科學家發現，名為$Shh$的訊息分子基因表現量在洞穴無眼族群的胚胎中，顯著高於地表有眼族群，而主導眼部發育的$Pax6$基因表現量則相對較低。若使地表有眼族群的胚胎過度表現$Shh$基因，$Pax6$基因的表現量便會受到$Shh$訊息分子抑制而降低。$Pax6$蛋白可促進眼部細胞增生，故$Pax6$基因表現量降低會進一步導致其眼睛異常縮小。\n此外，提高$Shh$基因表現量也會同時大幅增加味蕾數量，並使大腦掌管嗅覺的區域變大。科學家進一步比較不同地理位置的洞穴族群，發現這些獨立演化的族群都有$Shh$基因表現量提升與$Pax6$基因表現量下降的現象，顯示地底洞穴族群可反覆以同樣的基因調控變化來產生多種性狀的平行演化。\n依據本文及習得知識，回答 23-25 題。
某生進行親緣關係分析時，僅採樣了洞穴族群，忘了把地表河流族群納入，所得結果應該為何？
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A
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B
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C
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D
思路引導 VIP
如果我們在一棵完整的家族樹狀圖中，單純把其中幾位成員的名稱擦掉，那麼剩下其他成員之間『誰和誰的血緣比較近、哪兩個分支最早分開』的相對關係，會發生改變嗎？試著把原本圖中的地表族群拿掉看看。
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你的判斷非常精準！這道題目考查的是親緣關係樹（phylogenetic tree）的拓撲結構（topology）判讀能力。
親緣分支的剪定分析
在親緣關係分析中，若僅移除特定樣本（如地表河流族群），剩下各洞穴族群彼此間的演化分支先後順序與最近共同祖先（most recent common ancestor）關係並不會改變。根據原圖的演化關係，洞穴乙與洞穴丙的親緣關係最近，兩者再與洞穴甲聚為一支，最後才與洞穴丁匯合。因此，將地表族群自樹狀圖中省略後，所得的分支形態與相對親疏關係完全對應選項 (C)。
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