全世界许多人热衷“赛鸽”，台湾也不例外。鸽子是被人类驯化的一种鸟类，现代赛鸽运动始于 19 世纪的欧洲，自此之后，人们精挑细选，培养适合竞赛的鸽子品系。赛鸽和同类相比有两大特色：第一，飞行更快、更持久。第二，精准的空间导航。
寻找让赛鸽独特的基因
一代又一代的人为育种之下，是哪些遗传变异，带来赛鸽优于同类的优势呢？新发表的论文为了研究此一问题，全新定序 8 个赛鸽品系，加上之前发表过的 2 个，一共有 10 个赛鸽基因组，与 35 个非赛鸽品系相比。可是比较这么多样本以后，研究团队竟然找不到明确的答案？到底是怎么回事，让我们来看看。[1]
尽管赛鸽来自多个不同品系，不过由建构的亲缘关系树看来，所有赛鸽遗传上皆自成一群，与其他鸽明显有别；而血缘最接近赛鸽的近亲，是英国信鸽（English carrier）。另外根据 DNA 变异分析祖源，赛鸽间的同质性都非常高，与其他鸽差异十分明显。这些分析显示赛鸽有着单一起源，与其他同类之间少有遗传交流。
赛鸽优越的飞行与导航能力，若是受遗传适应影响，该如何寻找？赛鸽是赛鸽，其他鸽不是赛鸽，所以概念上，假如某些遗传变异是所有赛鸽皆具备，其他鸽却都没有，就有可能是造成彼此差异的原因。
赛鸽和同类相比，缺乏绝无仅有的遗传变异
可惜奥秘没有这么容易解答。符合上述特征的基因，比较结果是：一个都不存在。即使放宽标准，也仅有极少数 DNA 变异是绝大部分赛鸽都有，只有少数其他鸽具备。由此推论，赛鸽优于同类的特异功能，并非由影响力很大的单一基因造成，也不只与少数基因有关。
另外也要考虑，即使侦测到赛鸽较为特别的 DNA 变异，大部分应该也与飞行与导航的适应无关。赛鸽族群的个体数目很少，受到人择（artificial selection）高度影响，由亲缘关系看来又是自成一群，与非赛鸽的同类缺乏情欲交流。这些条件下，赛鸽与众不同的遗传差异很可能是随机导致，并非本研究意图寻找的目标。
所有统计分析方法都有机会将赛鸽基因组上，由于其他原因而留下的特定变异，误判为符合条件的目标，也就是“伪阳性”。为了尽量避免浑水摸鸽，研究团队结合 5 种分析方法一起分析基因组，希望加强统计的可靠程度，避免伪阳性产生。
采取更加严谨的策略之后，研究团队发现 CASK 基因最符合资格。此基因全名是“calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase”，已知与骨骼肌的发育有关。强化的肌肉与飞行能力关系密切，因此 CASK 看似接近寻觅的对象（赛鸽的 CASK 基因版本并不独特，某些非赛鸽同类也有具备）；不过序列分析毕竟是纸上谈飞，是否真能提升飞行能力，仍需进一步实证才能确定。
比较基因表现差异，仍一无所获
基因序列的差异之外，基因表现也是可能的原因。即使 DNA 序列完全不变，改变调控方式，也能让同一个基因发挥相当不同的作用。为了大规模调查基因表现的异同，研究团队比较赛鸽与一般鸽的转录组（transcriptome），也就是蒐集并定序样本中，所有基因转录表现出的 mRNA 片段（RNA-seq），比较各基因表现量的高低。
同一群基因在每时每刻，不同细胞组织、生理状态、成长阶段……各种情况下的表现都不一样。假如研究基因表现，那么就要考虑选取分析的样本。赛鸽高超的飞行能力与胸肌息息相关，导航则主要仰赖脑部，因此研究团队选择成年鸽的胸肌与脑部，分别取得它们的转录组，比较同一基因在赛鸽与同类间的差异。
比较 4 个赛鸽与 4 个同类样本以后，确实有些基因的表现量，在赛鸽与非赛鸽之间有别；然而不同个体间的基因表现，本来就不会完全一致，研究团队光靠这些资讯仍无法判断，到底哪些改变与飞行和导航较为有关。有个可能是 DNA 序列差异，导致 mRNA 表现量的变化，可惜对照基因组与转录组的分析结果之后，并没有两者一致的改变。
尽管比较基因组－DNA 序列，以及转录组－mRNA 表现， 都无法参透赛鸽的玄机，不过仍无法排除赛鸽的特殊能力，受到调控改变的影响。控制基因表现不只 mRNA 转录一种方式，还有蛋白质表现，和多种表观遗传学修饰（epigenetic modification）等千变万化的调控机制，都是未来研究的潜在方向。
现在只能肯定，若是赛鸽于飞行、导航的适应真与遗传有关，那些相关的 DNA 变异，或许不是专属于赛鸽品系中诞生的新突变，而是早已存在于鸽子群族当中，再被配种组合而成。
小说《冰与火之歌》的主角琼恩．雪诺，常常被女朋友说：“你什么都不知道（You know nothing, Jon Snow）”。对于“什么基因让赛鸽很会飞？”这问题，我们目前的了解大概只比琼恩．雪诺稍微高明一些。
文 / 寒波
延伸阅读：让基因检测更正确──从非洲探索失落的遗传多样性参考文献：
Gazda, M. A., Andrade, P., Afonso, S., Dilytė, J., Archer, J. P., Lopes, R. J., … & Carneiro, M. (2018). Signatures of selection on standing genetic variation underlie athletic and navigational performance in racing pigeons. Molecular Biology and Evolution.
（作者部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名的粉丝团《同名的粉丝团》，欢迎参观、拍打、与喂食）
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