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鮟鱇一道光如此美妙,指引你到牠嘴裡來──《海洋的極端生物》

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  • 【科科愛看書】廣闊無邊的藍色水域之中,究竟藏著什麼秘密?如果你以為到處都是尼莫式的溫馨場景,可就大錯特錯了!《海洋的極端生物》可是一群心機超重的傢伙,天天都要為了生存奮鬥。如果想見識海洋版的甄嬛傳,從這裡下手準沒錯。

我們會知道某些深海物種的存在,是因為我們把牠們拖上水面,並予以命名;但在深海當中,這些物種也彼此相熟。牠們身上並沒有掛著名牌,好比你參加畢業多年後的高中同學會那樣,但牠們當中許多身上都有燈飾。

海底到處黑壓壓?來試試自體發光

想像你是深海裡無垠黑暗當中的一條無助小魚,藍黑色的海水無頂也無底,就像沒有月亮的黑暗天空在你上方與下方伸展。只不過這種永夜並不平靜,永遠有數百隻眼睛注視著你,急切地想抓住一絲亮光。掠食者隱藏在黑暗的四周,不知有多少尖牙利齒等在那裡。從上方透進來的一丁點陽光,隨時都可能洩漏你的行蹤。

不過就像沒有月亮的天空還有星星,海底也有其他光源。你的四周不斷會有閃爍的藍光與綠光,這些微弱又偷偷摸摸的閃光可能是一頓大餐,也可能讓你命喪當場。深海是地球上唯一不以陽光為主要光源的生態系統(只有蕈類生長的洞穴不算),而是靠蛋白有機物發光。

深海生物大多發出藍綠色的光。圖/Ethan Volberg @ Flickr

螢光素酶(luciferase),或稱光蛋白,靠分解高能分子產生光子,而不是代謝能量。有些魚類擁有螢光素酶基因,並把這些能發光的蛋白擺在皮膚上的小穴,稱為發光器(photophore)的特化器官。大多數魚類生成自己的發光物質,但有些只是長出囊袋,裡頭裝了能發光的共生微生物。

生物發光是海中最重要的戰術適應。有些魚類把發光器安排在腹部,其形態與水面上方傳入的微弱光線類似,使得位於下方的魚辨認不出牠們的存在,不論是身為掠食者還是獵物,都可讓牠們隱去形跡。 簡單的浮游生物也會大量應用光噪音:耀眼但不造成干擾的光子使深海充滿無意義的視覺絮叨。這種絮叨可能帶有真正的目的,有實驗顯示,當蝦子吃進某些種類的浮游生物,後者會放射出閃爍的生物光,像是在發警報;掠食魚類會像特警隊一樣迅速被吸引過來,把蝦子一口吃掉,對微小的浮游生物則不屑一顧。

一閃一閃亮晶晶,竟是邪惡的陷阱

近來海洋生物學家海道克(Steve Haddock)和同事描述了在深海魚類當中,生物光扮演多達七種的防禦性角色。 此外,生物光還可以扮演攻擊性的角色:強光可讓獵物吃驚或困惑,或是以吊在巨顎上方的燈光做為誘餌來吸引獵物,又或者使用如同車頭燈的強光來找尋漂浮在水柱當中的小塊食物。

頭頂前方有一條長形肉質誘餌的鮟鱇魚(anglerfish),是將生物光做創新運用最出名的生物。這是一整批外型極為醜陋的動物,牠們缺少背鰭,但把原本要形成魚鰭的脊椎移到眼睛上方的一點。其中第一節脊椎變粗並延長成為一根手指狀,頂端還帶有一個形狀不規則的燈泡,稱為「餌球」(esca),做為可發光的誘餌。 餌球的海綿組織裡住滿一批努力工作的發光微生物,讓餌球在黑暗的水中發出誘人的光芒,幫宿主鮟鱇魚製造假象。

這種魚就像一位經驗十足的海釣者,把誘餌的吸引力發揮到十分:左右扭動、上下擺動、迴旋繞圈,就像一隻瘋狂嬉戲的蟲子;牠上頭發光的燈泡,更是讓誘餌的魅力難以抗拒。比鮟鱇魚體型小得多的掠食魚類在接近餌球後,會用盡全力奮力一擊;只不過牠在瞬間就被鮟鱇魚的巨型大嘴吸入並被利齒刺穿,一聲不響就消失得無影無蹤。每種鮟鱇魚都有自己特殊的餌球,有些比魚體還長,全部都會發光。 至於鮟鱇魚如何偵測到有獵物靠近,目前還不清楚,因為牠們的眼睛很小,視覺也不佳;有人推測鮟鱇魚的殺戮反射是由獵物輕觸誘餌所引發。

我們已知的是,鮟鱇魚會攻擊任何體型的魚種:有紀錄顯示,在巴布亞紐幾內亞沿海捕獲過一條十來公分長的鮟鱇魚,口中卻啣了一條三十公分長的鼠尾鱈魚;不過捕獲的時候這兩條魚都已死亡,浮在水面上。

獨一無二的紅光,保命防身都靠它

絕大多數的生物發光都是藍綠色,與深海當中微弱的陽光相符合。但屬於深海巨口魚科(Stomiidae)的黑柔骨魚(loosejaw,學名是 Malacosteus niger)卻發出特殊的色澤 :在牠們的眼睛下方具有大型的強力發光器,可在水中發出紅光。某些物種的紅光是由特殊的螢光蛋白造成,另一些物種則是在發光器外圍加了一層紅褐色的濾鏡。

在深海當中,紅色是特殊的顏色。海水會吸收紅色,而容易讓藍色穿越,因此海中大多數的生物發光都是落在藍綠色澤的範圍。黑柔骨魚的掠食者與獵物都具有對這種藍綠光敏感的眼睛,那是生活在一公里半深的海底所演化出來的。

但黑柔骨魚是罕見的例外:由於某個特殊的突變,改變了牠們眼睛當中捕捉光線的視紫蛋白裡面第 261 號位置的胺基酸;那是對這種吸收光線的蛋白質非常重要的位置,結果造成黑柔骨魚要比其他的深海魚類能吸收更多的紅色光,於是能看到由牠們自己特殊的探照燈從獵物身上反射回來的紅光。

大多數深海魚類都只發出閃光,也就是快速明滅的短暫光點,以免被掠食者發現而遭到吞食。在黑暗的殺手世界中,強光可照亮食物,同時也會招來殺身之禍。與海水表層的掠食者相比,黑柔骨魚又小又弱,但牠們可以看見紅色,卻不被其他魚看見,因此得以在深海中來回覓食,免遭殺手。

點亮宇宙的奇妙之光

海底最深處的真實特性,並不是由鬼鬼祟祟如同汽車一般大小的烏賊,或是在黑煙囪四周冒出的數百個二公尺長的管蟲所定義;我們在想像這些生物時,會忘記深海本身的廣大無垠。我們通常想像那裡有清澈的海水,到處有亮光,有巨型生物在空曠的空間裡移動;但海底深淵真正的特性,畢伯(William Beebe)有最真切的掌握。

當他坐在那顆迷你的潛水球裡,下潛至深海的暗夜之中,讓他感到驚奇的不是他看到的那些奇特掠食性魚類,而是光:充滿在潛水球小水晶舷窗外的閃爍光亮,在黑暗中綻放。在他的潛水球四周,亮光以他無法閱讀的語言彼此交談,述說著生與死的故事,以及掠食者的偽裝。我們不能用教科書中的圖片來想像這些動物,而是要想像牠們在其世界生活的樣子。在被黑暗籠罩完全沒有光線的深海,牠們只能用生物光的閃爍以及一絲黑色剪影來認識彼此。

身為第一位造訪深海的人,畢伯覺得自己的責任重大:他看到了世人從未見過的景象,他認為自己有義務描述一二。他曉得自己進入了陸地以外的另一個世界,遠在首度有人在太空漫步的三十年前,畢伯對深海的描述有如預言一般:

唯一能與這奇妙的海底世界相比擬的,想必是遠在大氣層之外,位於星辰之間,太陽光不會照射在星球空氣中的塵埃與垃圾上面的虛無太空了。太空的黑暗,以及其中發亮的行星、彗星、太陽以及星星,在一位心中充滿敬畏之情的人類眼裡,必定與他在大海半英里深處所見到的生命世界非常相似。


 

 

 

本文摘自《海洋的極端生物》衛城出版

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吃生魚片容易感染「海獸胃線蟲」,尤其鮭魚的含蟲量最高?

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作者 / 林慶順教授    編輯 / 吳培安、雷雅淇

《緊急通知》

台北馬偕醫院傳來訊息:

資深醫生(林清風)傳來:「請大家以後千萬不要再吃生魚片了!」
因為最近已經發現好多病人因為吃了生魚片,胃壁附著「海獸胃腺蟲」,大小隻不一定,有的病人甚至胃壁上滿滿都是無法夾出來,驅蟲藥也很難根治,罹患機率每個國家的人都一樣。
尤其:鮭魚的含蟲量最高、最可怕!
請傳給朋友,讓他們有所警惕!

上面這個《緊急通知》是我在 2017 年 6 月 21 日收到的一封電郵。然而,這個「緊急通知」其實是在網路上已經流竄兩年多的新版本,縱使有名有姓、連醫院名稱都有,但一查就能發現:雖然叫做「林清風」的人很多,但卻沒有一個是台北馬偕醫院的醫生。而且,還把主角的名字寫錯了--正確的名字是「海獸胃蟲」。

海獸胃線蟲,也叫做「異尖線蟲」或「安尼線蟲」,顧名思義就是「寄生在海獸胃裡的線蟲」;而所謂「海獸」,就是海洋哺乳類,如鯨魚、海豹等等。也就是說,人不是此蟲的宿主。不過,人卻又是此蟲的「終結宿主」。

這到底是什麼意思?別緊張,讓我們繼續看下去。

生魚片裡有沒有蟲,關鍵在冷凍處理

在去年 8 月 18 日,醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》刊載了一篇個案,標題是 Gastric Anisakiasis(胃異尖線蟲病)。香港的明報在一周後對這起個案做了很詳盡的報導,標題為:【小心有蟲】日女吃三文魚生後嚴重腹痛 醫生體內拑出 11 穿透器官幼蟲。以下節錄該篇報導:

一名日本 36 歲健康良好的女子在吃三文魚生後嚴重胸腹疼痛、噁心及嘔吐。經胃鏡檢查後,在她的食道與胃的連接處、胃底、胃竇、身體上方及中部,發現有數條海獸胃線蟲(Anisakias)幼蟲正穿過黏膜,醫生其後用內窺鏡鉗共取出 11 條幼蟲,病人隨之再沒出現病徵。

目前香港市場上販售的三文魚(鮭魚),主要是從挪威進口,一般來說已通過挪威官方檢驗檢疫機構出口前的嚴格把關,所以輸港三文魚含寄生蟲問題應非普遍現象。在美國,FDA 有規定,魚肉必須先經過冷凍處理,將寄生蟲殺死後,才可以製作成生魚片。日本和西班牙很顯然並沒有冷凍處理的規定,所以才會有高感染率。

期刊報導《Gastric Anisakiasis》的案例照片。圖/The New England Journal of Medicine

《緊急通知》說錯了什麼?

而在 2017 年 6 月 14 日,蘋果日報針對當時瘋傳的《緊急通知》刊出一篇標題為「海獸胃腺蟲」鑽胃壁 專家:過去國內僅1例(這篇也把「線」錯寫成「腺」了)的新聞。新聞中的北醫寄生蟲科主任范家堃是如此說明的:

該蟲不易在人體內長成成蟲,但如遭幼蟲感染,鑽入胃壁,只能透過內視鏡夾出,確實無法以藥物殺蟲,但鮭魚被歸類為淡水魚,不容易遭海獸胃腺蟲寄生,反倒白帶魚、青魚等海水魚才是該蟲宿主……,但過去台灣僅有一例鑽入胃壁的個案,而且僅有一隻,民眾不用太過恐慌。

這樣看來,《緊急通知》所說的「鮭魚的含蟲量最高」不但是寫錯了,而且台灣目前的病例也很少,只有一例。與之相比,根據 CNN 在 2017 年 5 月 11 日的報導,日本每年有兩千到三千個確診案例,而西班牙每年估計有八千個案例。所以《緊急通知》裡的「罹患機率每個國家的人都一樣」,又錯了一次。[註]

為什麼台灣的病例這麼少?可能是症狀不明顯

台灣這起唯一的案例是在 2015 年 10 月被發表在 Gastrointestinal Endoscopy(胃腸內視鏡)醫學期刊,標題是 A case of human infection with Anisakis simplex in Taiwan(一個在台灣的人類感染海獸胃線蟲案例)。

該案例是一名 69 歲男性,他是在台大醫院做胃鏡檢查時,被檢查出胃裡有一條活生生的圓形蠕蟲,且該蟲的一端已嵌入胃壁。醫生是在將蠕蟲夾出後,分析其 DNA,才知道它是海獸胃線蟲。原來,在做內視鏡檢查前 3 天,該名案例在一家日本餐廳吃了數種生魚片,因而被感染。可是,儘管他的胃壁已被海獸胃線蟲穿刺,他卻沒有任何症狀。

在今年 5 月 28 日東森新聞訪問范家堃主任的報導中,他認為這可能跟蟲種不同,加上感染數的量少、症狀比較不明顯有關。此外,台灣人多「鐵胃」,不舒服時常吃胃藥抑制疼痛,並不會直接去做胃鏡檢查,也有可能是這個原因,造成確診人數降低。而且所謂「台灣只有一個案例」,指的是「台灣只有一個被正式發表的案例」,實際上可能有更多人曾被感染,卻從來沒有被正式報導過、甚至可能根本就沒有去看醫生。

進入人體的海獸胃線蟲的下場是什麼?

在海獸胃線蟲的生活史中,它們會在海洋哺乳類的胃裡成長並交配產卵。當蟲卵隨糞便被排出後,會在海水裡發育成仔蟲,然後被甲殼類動物(第一中間宿主)攝入;接著,這些甲殼類又被魚或烏賊(第二中間宿主)攝入。當這些消化道帶著仔蟲的魚或烏賊被海洋哺乳類吃下後,仔蟲就會在這些哺乳類的胃腸內發育成成蟲並交配產卵,完成生活史。

從上述內容來看,人類其實與海獸胃線蟲的生活史無關。海獸胃線蟲被人類吃到肚子裡,算是它倒霉,因為海獸胃線蟲在人類的腸胃裡無法成熟,所以當然也就無法產卵。也就是說,人類事實上是海獸胃線蟲的「終結宿主」,換句話說,海獸胃線蟲被人類吃了後只有死路一條。

那,難道那些吃到海獸胃線蟲的人就不倒楣嗎?

海獸胃線蟲在海洋哺乳類的體內產卵,卵再隨牠們的糞便排出,海獸胃線蟲的生命循環也在此周而復始。圖/silverstylus @ Pixabay

吃到海獸胃線蟲的人,身體會怎樣?

吃到海獸胃線蟲的人類雖然倒楣,但至少死不了。就像那位在台大醫院被檢出的病患一樣,雖然被胃線蟲感染,卻毫無症狀。

但症狀還是可能會因人而異。有些人可能會出現急性腹痛、嘔吐及下痢,也有人可能會出現全身性過敏反應、蕁麻疹、甚至過敏性休克,不過這些症狀通常在 48 小時內出現、可以持續數天,然後就自行消失。但在台灣,像這樣嚴重的症狀似乎從來沒有發生過。

不過,有些人的症狀會持續數月,甚至數年。在這樣的狀況下,海獸胃線蟲感染很容易被誤認為是胃腸潰瘍或發炎。

此外,由於海獸胃線蟲會在受感染的魚隻體內產生多種生化物質,所以,即使魚肉是在被煮熟後才被食用,這些物質還是有可能會引發過敏反應。但是,偏偏,這種反應又常會被誤認為是對海鮮過敏。

總之,雖然網路謠言及主流媒體都喜歡把海獸胃線蟲說得像是妖魔鬼怪,但台灣目前相關的案例實際上很少,暫時還不用過於擔心。而且,如果從海獸胃線蟲的角度來看,人類才是害它們斷子絕孫的可惡終結者呢!

海獸胃線蟲。圖/Wikipedia

[備註]專家們也很困惑,為什麼日本人感染率極高,而台灣人感染率極低。可參考這兩篇論文:

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2016 年美國醫療器材五大召回事件

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  • 文/ Wayne,FB粉絲頁-Medinno Catalyst 醫療器材催化器管理人,專注在醫材的尖端技術、市場動態與法規政策等資訊,不定期發佈評析專題,為醫材業界人士提供最新最完整的產業情報。

在上一篇《從胃氣球來談——創新醫療器材背後有看不見的炸彈?》一文中,我們了解到即便是受到嚴謹審查的醫療器材,也可能在使用上產生不良反應。使用端像是醫院或是民眾,如果遇到這些使用不良的情形,就會進行客訴。當衛生主管機關和相關廠商收到這些關於醫材不良反應的客訴後(客訴的專業用詞是「通報」),會開始追蹤這些醫材的使用情形,若客訴事件數量持續擴大,或是產生的不良反應會造成使用者極大的危險,那麼廠商就會考慮是不是要將這些產品回收,我們又稱產品回收這個程序為「不良醫材召回」。

很驚人的一件事,在 2016 年美國召回的不良醫材數量達兩千萬個單位,是史上數量第二高。經統計後,美國食物藥物管理署(FDA)公布主要召回原因有三大類,其中 39.7% 是產品品管問題,26% 是軟體設計問題,22.6% 是滅菌問題。FDA 將召回事件的嚴重度分為三個等級,第一等級是最嚴重的召回事件,第三等級是最輕微的。在 2016 年的召回事件中,第一等級的召回醫材品項有 111 個,第二與第三等級分別有 2671 與 116 個。今天我們來介紹召回數量前五多的醫療器材吧~

第五名 — INRatio 2 PT / INR Professional Testing Kit

.中文品名:因芮修第二代凝血酶原時間 / 國際標準比值專業型監控系統
.在美召回數量:125,576 個單位
.功能:INRatio2 PT 監控系統是以新鮮的毛細管全血對凝血脢原時間(PT)進行量化測量。INRatio2 PT 監控系統僅限體外診斷使用,適用於採用華法林(warfarin)及其他口服抗凝血劑(血液稀釋)療法之患者,用以監控其血液的凝結時間。
.召回原因:該系統可能產出偏低的數值,若產生較低的數值,則患者可能發生嚴重甚至致命性出血。
.召回等級:第一等級

INRatio 2 PT/INR Professional Testing Kit

第四名 — Baxter Micron Filter

.中文品名:國內無上市。
.在美召回數量:202,467 個單位
.功能:過濾器本身帶有 0.2 微米孔徑的過濾膜,用於過濾水中的細菌以達到淨化水質之目的。
.召回原因:關於廠商的報告中顯示,有些過濾模組沒有過濾膜,可能會導致血液感染,嚴重會引起發燒、膿毒性休克、多器官功能性衰竭。
.召回等級:第一等級

Baxter Micron Filter

第三名 — St. Jude Implantable Cardioverter Defibrillator

.中文品名:「聖猷達」植入式心律去顫器
.在美召回數量:204,785 個單位
.功能:使病人的心室起搏速度不會過快,與心室除顫;用來自動治療室性心律失常。
.召回原因:St. Jude 的植入式心律去顫器中 Fortify 與 Fortify Assura 兩個型號,其部分規格的機台發現鋰會在電池內產生堆積,容易形成短路,如果在患者還沒意識到電池快速消耗前做即時的更換,電池就用盡了,去顫器便無法提供即時的救生起搏,可能影響病人救生時機。
.召回等級:第一等級

St. Jude Implantable Cardioverter Defibrillator

第二名 — Dexcom G4 PLATINUM Receiver

.中文品名:國內無上市
.在美召回數量:228,186 個單位
.功能:檢測糖尿病患者的血糖趨勢和葡萄糖模式
.召回原因:當檢測到超出正常範圍的血糖值時,接受器內的警報系統可能不會啟動,若依靠此產品通報血糖高低可能產生不良後果。
.召回等級:第一等級

Dexcom G4 PLATINUM Receiver

第一名 — Cook Medical Torcon NB Catheter

.中文品名:「曲克」遠端導引託鏗增益導管
.在美召回數量:451,550 個單位
.功能:在血管攝影手術中用來輸送造影劑的導管,並可以幫助醫生診斷阻塞或是狹窄。
.召回原因:經發現 Cook 導管的多個型號,其導管尖端會分裂或是分離,產生的碎片會進入患者血液內,這可能導致嚴重的人身傷害,且影響設備運作。
.召回等級:第一等級

Cook Medical Torcon NB Catheter

法規小學堂

看到前五名不良召回事件,你可能會想知道政府在發現這些不良產品後會有哪些因應措施?其實不論是台灣或是美國,都有一個針對產品召回的程序規定,在這邊為大家簡單說明。

明文規定,若製造廠或是經銷商發現產品有召回之必要性,應主動發起召回程序,除了需要通報其販售的醫療機構、藥局及藥商進行產品回收,也需要通知衛生主管機關,衛生主管機關會依據事件的嚴重性來訂出召回等級。廠商在一定時間內召回產品後,需要提交召回報告,分析召回原因及解決方案。

若廠商沒有主動提出召回程序呢,衛生主管機關就會發動強制召回,不僅會書面通知應須負責之廠商,也會在網路上公開通告,廠商為了維護自身名譽,通常會配合進行產品召回。

召回事件也不見得都是產品發生重大問題,有時候也有可能是廠商覺得產品需要進行設定上的調整或是其他原因,自己主動發起產品召回。常見的召回原因有「檢查性問題」、「需要重新標籤」、「需要重新調整設定」、「產品需要銷毀」、「需要重新告知使用上的風險」……等因素。

召回就是好壞壞嗎?

筆者特別介紹前五多的不良醫材,並不是想製造恐慌或是破壞廠商名聲,而是希望透過本篇文章去傳遞一個理念給大家:

「隨著居家用的醫療器材越來越多,我們身為第一線使用者應該要開始主動去了解自己正在使用的醫療器材,當遇到不良使用情形或是不良品,也要主動告知相關單位,我們才能使用到品質越來越好的醫療器材,保障自己的權利。」

你可能會想知道當自己買到一個不良品的醫療器材該怎麼辦比較好,或者想知道政府和廠商會怎麼處理這些不良醫材。我推薦你看下一篇文章,相信可以獲得你要的答案。

參考資料:

  1.  10 Biggest Medical Device Recalls of 2016
  2.  美國FDA CDRH網站
  3. 台灣衛生福利部網站

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根據我多年來對拉森C冰架及其巨型冰山的研究–這不是一個簡單的氣候變遷故事

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作者:Adrian Luckman, Swansea University
翻譯:鄭國威

有紀錄以來最大的冰山之一剛剛從南極的拉森C冰架中脫離出來。在過去幾年裡,我領導了一個團隊,研究這個冰架並監測它的變化。我們花了好幾個星期在冰塊上調查融化池及其影響 – 並努力在稀薄的臭氧層下避免曬傷。我們的主要做法是使用衛星來關注事情的變化。

我們對於大眾對這起罕見但自然的事件如此感興趣頗為驚訝。因為儘管媒體和公眾的迷戀,拉森C裂谷和冰山「出生」並不是迫在眉睫的海平面上升之警告,任何與氣候變化的關聯也不是直接的。然而,這次事件無疑是南極冰架最近歷史上一個驚人的事件,力道規模遠超人力能及,發生的位置幾乎沒人去過,而這事件將根本改變該地區的地形。

這塊冰山將可恰好塞進英國威爾斯地區 Adrian Luckman / MIDAS,作者提供

冰架位於冰川與海洋相遇之處,氣候得夠冷,才可以保持冰塊漂浮。冰架大部份圍繞南極洲地區,這些幾百公尺厚的冰層浮動平台形成了天然的障礙,使冰川流入海洋的速度緩慢下來,從而調節海平面上升。 在一個變暖的世界裡,冰架令科學家特別感到興趣,因為它們對上方的大氣暖化和下方的海洋暖化都很敏感。

南極半島的冰架。注意拉森A跟B已經消失。 AJ Cook & DG Vaughan, 2014, CC BY-SA

早在 19 世紀 90 年代,挪威探險家卡爾·安東·拉森(Carl Anton Larsen)就深入南極半島,南極半島是南極大陸往南美洲伸出的一個長達 1,000 公里的分支。沿著半島東岸,他發現了這個巨大的冰架,並以他的名字命名。

接下來一百年,這個我們現在知道屬於同一組但分開的冰架–拉森 A,B,C和D -持續保持穩定。然而,分別在1995年發生的拉森A和2002年的拉森B兩次突然解體,以及餵養他們的冰川持續加速,使科學家對其更大的鄰居,也就是南極第四大冰架拉森C更為重視。

作者準備協助他的同事Bryn Hubbard,來自 Aberystwyth 大學,使用加壓熱水鑽探拉森C冰架。MIDAS, 作者提供

這就是為什麼同事和我在 2014 年開始研究冰架表層融化對冰架本身穩定性的影響。開始計畫不久之後,我們的同事丹妮拉·詹森(Daniela Jansen) 發現橫越拉森C冰架那快速增長的裂痕,立即成為我們同等重要的調查目標。

這是自然運作

裂谷的延伸和冰山的出生是冰架自然循環的一部分。這個冰山不尋常的地方是它的大小-大約 5,800 平方公里,是一個美國小州的大小。也有人擔心,拉森C剩下的部分將會遭受拉森B同樣的命運,也就是近乎完全解體。

拉森B曾經延伸至海域數公里。今日,上頭其中一條冰川直接入海 Armin Rose / shutterstock

我們的研究顯示了拉森B先前的演變與拉森C當前發展之間的顯著相似之處,我們呈現的結果是其穩定性可能會受到影響。但也有其他研究者相信,拉森C將保持穩定

科學家有共識的是,要知道拉森C的剩餘部分將會發生什麼事,要花上好幾年,因為它開始適應其新的形狀,並且隨著冰山逐漸漂離、斷裂。肯定的是,不會有迫在眉睫的崩解,且毫無疑問地這對海平面沒有任何直接的影響,因為冰山已經在海水中浮游,將自己的體重移置於海水裡。

這意味著,儘管有太多的猜測,我們將不得不花上多年曾能觀察到從拉森C分離出的冰對海平面上升的顯著影響。在1995年,拉森B經歷過類似的冰山誕生事件。 然而,在冰架變得不穩定到崩潰之前,冰蓋面被逐步侵蝕七年之久,過去受冰蓋阻擋的冰川才得以加快流動,即使這樣,崩潰過程也許還是與表面融化產生的許多池子有關。

即使拉森C的剩餘部分最終崩解,未來很多年,潛在的海平面上升也是相當溫和的。就算將流入拉森C的冰川流域考慮在內,在幾十年之後,總共升高可能不到一公分

這是氣候變化信號嗎?

這一事件也廣泛且過於簡單地與氣候變化扣上關係。這並不奇怪,因為地球冰川和冰蓋的顯著變化通常與環境溫度上升有關。拉森A和B的崩解也與區域變暖有關,冰山誕生將使拉森C處於百多年來紀錄中退縮最深的位置。

然而,在20世紀80年代的衛星圖像中,拉森C的裂谷顯然已是長期以來的特徵,並沒有直接的證據表明,它的近期延伸與大氣變暖或海洋變暖有關,一來大氣變暖在冰架深處無甚影響,二來海洋變暖也不太可能是肇因,因為拉森C冰架大部分最近都在變得更厚。將此事件直接歸咎於人為氣候變化可能為時尚早。

你可能也想讀這篇: 當一個國家大小的南極冰山斷裂出來,會發生什麼事?

Adrian Luckman, Professor of Glaciology and Remote Sensing, Swansea University

本文原發表於The Conversation. 歡迎閱讀原文.

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美麗蘭花的保水秘訣,從「根」做起

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  • 作者/羅妙禎 |園藝暨景觀學系畢業,對大自然懷抱敬畏與好奇的心,喜歡探索新鮮事物,在意人們與這片土地之間的連結,想記錄一筆筆動人的故事。

蘭花,一直是園藝界的寵兒,像是蝴蝶蘭就是歷久不衰的明星,花色選擇多、花期長又好照顧,無論送禮或自家種植都適合!家人、朋友不僅愛從花市買蘭花回來,陽台或家中一隅只要擺上幾盆蘭花,整個空間氣質大大提升。但買回家之後問題就來了:「蘭花要怎麼澆水呀?」「好幾天才澆一次真的可以嗎?」,花店老闆大部分會說,2-3 天或更久澆一次就好。究竟為什麼姿態嬌貴的蘭花,可以不用常常澆水呢?

森林中的附生蘭之一,台灣松蘭。圖/陳兆倫

在沒有人為干擾的大自然裡,野生的蘭花們主要棲息在森林中,依據其棲息地的差異可以區分成附生蘭(如蝴蝶蘭、文心蘭、石斛蘭等)和地生蘭(如國蘭、仙履蘭等)兩大類,其中附生蘭就佔了蘭科植物的 70%。附生蘭會和其他的附生植物例如蕨類、積水鳳梨等一同附著於樹幹、岩石或其他植物上,將它們當成支撐物以便爭取到更大量的陽光。這些附生植物在森林的高處蓬勃生長,豐富了樹冠層的生態。

然而附生蘭和附生植物不像其他同類生長在土壤上,除了要面對營養鹽缺少、只能從雨水淋洗中少量且間歇地補充的困境,還有水分供給不穩定的劣勢,基本上就是依靠在別人身上還要靠天吃飯。面對這樣水分、養分供給不足的環境附生蘭該如何因應?

附生蘭經常被種植在木板、蛇木板等介質上。圖/作者提供

聽說海綿城市很夯,但蘭花早就知道了

附生蘭花能夠懸在樹上、耐受少量水分的秘訣,就隱藏在根部的組織結構裡。

根部是植物獲得水分與營養重要的來源,大部分的植物在根的表皮上有無數的根毛,負責吸收水分的重責大任。但是蘭科植物中的根部最外層,卻是由稱為根被(velamen)的表皮特化組織所構成。成熟後的根被為一層層經歷木栓化(suberinization)的死細胞,它的作用與結構就像一層薄薄覆蓋在根上的海綿,遇到水分時可快速吸收水分且暫時貯存,並防止水分向外散失。根據解剖研究顯示,蝴蝶蘭平均具有 2-3 層的根被組織,流蘇石斛甚至具高達 10-11 層的根被呢!

以蝴蝶蘭的氣生根為例,根部外層具有一層白白肉眼可見的是根被(velamen)細胞,成熟後細胞壁木栓化成網格狀的死細胞。圖/作者提供

除了緊緊鎖住水分,根被組織對附生蘭吸收礦物質的需求也很重要。德國研究學者 Gerhard Zotz 等人解剖了 18 種附生蘭花的根部,發現不同種蘭花之間其根被層數多寡差異極大,根被占根部面積比例介於 11%-97%,而根被細胞裡的果膠物質具有保留帶電離子(如磷、鉀等植物生長必須元素)的功能,根被面積越大,吸收與保留住的營養離子就越多。

細胞之牆層層守護,避免水分流失

如果說根被是護城河,那麼再往內的根部組織--內皮層(endodermis)和外皮層(exodermis)--就是兩道長長的堡壘。當水分從根被進入後,則來到由薄壁細胞組成的倉庫--皮層(cortex),含有葉綠體,具有儲存養分、水分的功能。

在皮層的內、外分別有一圈高度特化的細胞層,稱為內皮層和外皮層,能夠避免存放在倉庫裡的水及營養離子流失。這兩層組織上,大部分的細胞具有木栓化的次生細胞壁,成熟後為死細胞,功能有如厚厚的銅牆鐵壁,是水分進出的阻礙,使水分無法順利地穿越進出,降低了水分流失的機率。

附生蘭的橫切面解剖構造,由外向內分別有根被、外皮層、皮層、內皮層、維管束。圖/Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

而內皮層和外皮層在細胞壁加厚形式上,還演化出不同的類型,透過橫切根部觀察,呈現 U 型(開口朝內)和 O 型 2 種加厚現象,在前述解剖的 18 種附生蘭,內皮層都是呈現 O 型加厚,外皮層則依不同蘭花有 O 型(如石斛蘭、文心蘭等)或 U 型(如蝴蝶蘭)加厚。不過,學者目前尚無法推定背後演化的機制與原因。

那被堡壘狀的構造擋住的水分,該從哪兒進出呢?位在內皮層或外皮層上的通過細胞(passage cell)形體較小,而且沒有經過木栓化、具有活性細胞膜,扮演氣體流通及水分、養分橫向運輸的角色。內皮層上的通過細胞,分布位置就在木質部(xylem)的對面,正對著早成木質部(protoxylem),被認為具有降低水分運輸阻力、縮短路徑、幫助營養離子更快速地主動運輸進入木質部的功用。

以蝴蝶蘭根部為例,具有內皮層 O 型加厚(左圖)和外皮層具 U 型加厚缺口向內(右圖)的木質化細胞,而水分及養分會經由通過細胞向木質部運送。圖/作者提供

無論是具加厚現象的細胞或是通過細胞,皆在附生蘭皮層裡外各自堅守要職,一方面避免水分流失、蒸散,一方面控制水分與養分能最有效率地運輸至植物的維管束、供給地上部的需求,顯現出附生蘭根部細胞高度演化的特點。

光是分析解剖構造,或許你還是會懷疑:蘭花的吸水功能真的有解剖學家說的那麼神嗎?科學家透過實際上的吸水試驗,發現 10 種以上的附生蘭氣生根(懸在空氣中的不定根)在短短 15 秒內即能快速吸水、達到飽和的狀態,水分流失的速度的速度非常慢,吸收 50% 水分的效率比流失 50% 水分足足快了 200 倍,充分展示了生長在樹上的附生蘭對於水分利用的驚人效率。

附生蘭的保水秘訣,還不只這些

綜合以上,無論是根被組織,或是內皮層及外皮層上的木質化細胞、通過細胞,在長期演化下已與環境及自身生理機制配合得天衣無縫。水分從接觸根被組織即快速被吸收,然後一層層被木質化的細胞壁困住,防堵蒸散流失,並保留住帶電離子,將水分及養分有效率地往內部運輸,讓附生蘭在貧瘠的環境裡順利地生存下來。

其實,蘭花面對水分逆境的機制還不只這些,有些蘭花還有肥厚的葉片、假球莖等構造可以儲存水分,或是有些附生性植物具有毛茸(trichome)、葉杯等特殊構造。植物雖然不會動,但仍從自身結構演化出特殊的機制去適應環境,讓自己在相對惡劣的環境下不僅生存下來而綻放出美麗的花。

人家常說「澆水學問大」,植物吸收水分、養分的機制,仍有具有許多有趣的現象等著我們去發掘呢!

參考資料

  1. Zotz, G. and U. Winkler. Aerial roots of epiphytic orchids: the velamen radicum and its role in water and nutrient uptake. (2013) OECOLOGIA, doi: 10.1007/s00442-012-2575-6. 
  2. Joca, T. A. C, D. C. Oliveira, G. Zotz, U. Winkler, A. S. F. P. Moreira. The velamen of epiphytic orchids: Variation in structure and correlations with nutrient absorption. (2017) FLORA, doi: 10.1016/j.flora.2017.03.009
  3. Zotz Gerhard. Plants on Plants – The Biology of Vascular Epiphytes. (2016) Fascinating Life Sciences. ISBN 978-3-319-39237-0

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拔掉尖刺的海膽,才是岩岸的王者──《海洋的極端生物》

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  • 【科科愛看書】廣闊無邊的藍色水域之中,究竟藏著什麼秘密?如果你以為到處都是尼莫式的溫馨場景,可就大錯特錯了!《海洋的極端生物》可是一群心機超重的傢伙,天天都要為了生存奮鬥。如果想見識海洋版的甄嬛傳,從這裡下手準沒錯。

圓圓的石頭?其實是海膽啦!

二十年來,夏威夷卡卡阿寇公園(Kaka’ako Park)的石牆都是擋住太平洋的屏障。重達上千公斤的巨石如同巨型磚塊一般緊密堆在數公里長的海岸邊上,完全沒用水泥黏合。在岸邊遊戲追逐的孩童從一塊石頭跳到另一塊、遊客沿著岸邊散步、外出野餐的家庭在野餐桌上擺好食物。在這一切進行之際,海浪不斷湧入,一波接著一波,用亙古以來就存在的力量撞擊黑色的岩石。

沿著海邊、比允許孩童遊戲更低一點的吃水線附近,有十元硬幣大小的堅硬紫色圓頂物攀附在岩石上,那是海膽屬(Colobocentrotus)下的卵石海膽(shingle urchin)。這種海膽的表面沒有一般海膽常見的可怕尖刺,但尖刺仍然存在,只是形狀變得像冰棒棍一般圓鈍,像裙子一樣從底部四周伸出。在海膽身體上方,尖刺則變得很扁,像是小蘑菇的頂蓋,一個個嵌在一起,與構成卡卡阿寇石牆的岩石類似;其功能也與之類似,可以防止海水侵犯。

海膽的尖刺在卵石海膽身上變成花瓣狀的鈍角。圖/Biobonnie – Own work, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

卵石海膽的存活有賴兩種演化適應:其一是特別的頂部尖刺提供了光滑的表面,以降低海水的沖刷力;其二是擁有特別強壯的足部,可抓住下方的石頭。卵石海膽底部有數以百計的管足,並利用小型的真空吸盤來製造吸力。每根管足只有麵條粗細,但眾多管足聯合起來,就在石頭上形成了死命的抓力。所有海膽都有管足,只是卵石海膽的管足更有力。

以直覺而言,上述適應是有道理的,但實際作用又如何呢?做個簡單的實驗可以回答這個問題:把正常的海膽尖刺裝在卵石海膽上,再來測試在拉力增加的情況下,其管足是否足夠強壯、仍可把自己固定在石頭上。如果可以,就代表管足要比維持最小的海水拉力更重要;如果不行,那麼維持平滑圓頂以降低拉力,就是更重要的事。

一般海膽的尖刺在海水沖刷下會產生拉力,而卵石海膽的圓頂演化就是為了減少海浪衝擊。圖/Böhringer Friedrich – Own work, CC BY-SA 2.5, wikimedia commons.

圓頭抓力比較大?變形海膽告訴你

當時在夏威夷大學擔任研究生的蓋連(Brad Gallien)把一個帶有尖刺的普通海膽外殼清理出來,然後像戴頭盔一樣把它固定在一隻卵石海膽的平滑頂端。他把這隻拼湊的海膽放回海岸邊,接受夏威夷海浪的衝擊考驗。觀察結果顯示,加上尖刺的確大幅增加了卵石海膽承受的打擊,但牠們仍然能夠固守陣地。顯然牠們有力的管足(也用來進食及移動)要比特殊的圓頭尖刺更有助安全。

另外還有一項影響因素,就是牠們的所在位置。海浪打在海膽的防衛堡壘上,但海水仍然會從防護的尖刺中間滲入下方,讓海膽維持在潮溼狀態。由於海膽沒有鰓或肺,因此牠們必須從潮溼的表面組織利用簡單擴散作用吸取氧。

一如其他種類的海膽,卵石海膽在短時間內缺水仍可存活,但終究會死亡。奇怪的是:身為海洋物種,海膽若浸在海水的時間過長,同樣也會死亡。氧在空氣中擴散比在水中快,因此對海膽來說,保持潮溼並停留在吃水線以上,更容易呼吸。卵石海膽的呼吸能力比其他海膽還差,可能原因是牠們有更密實的盔甲;如果被困在水下,不出幾天牠們就會溺斃。

海邊生物卻怕水?天天生活都糾結

海膽怕水,這點很難想像;事實上,生活在潮間帶的每種生物都面臨類似的困境。潮間帶的高處可能又熱又乾,低處則是充滿掠食者與競爭者的叢林。不論是沙灘還是岩岸,每一種生活在潮間帶的生物,都必須在乾燥與危險的兩極之間取得平衡。結果是,潮間帶的生物會沿著吃水線平行分布,就像老式黑膠唱片上的平行紋路一樣。退潮時,潮間帶上的生物也同其附著的礁石或沙灘一樣裸露在外,讓人看到沿著海岸分布的生物。

每一種生活在潮間帶的生物,都必須在乾燥與危險的兩極之間取得平衡。圖/Public Domain, wikimedia commons.

這種條紋狀分布,或稱區間,幾乎可在全球各地的海岸發現。早在一九三○年代,史帝芬森夫婦(T. A. and Ann Stephenson)就描繪了潮間帶的生物分布。 這對夫妻檔科學家走訪了全球各地海岸,都發現類似的水平分布型態。對他倆來說,這中間有一套邏輯系統在運作,根據的是某一層與下一層環境的微小改變。他們斷言:「分區是由……梯度造成。」 他們所說的梯度包括生物性及物理性,但可以確定的是:潮間帶生物是根據與海水的遠近而分布的。

在岸邊的任何一點,都是對某些生物來說最理想的環境狀況。如果你從最高的區域走到最低的區域,有兩種情況不斷在改變:變數之一是由太陽與乾燥空氣所造成的環境危險;這裡生活的畢竟是海洋生物,牠們停留在吃水線以上的任何時間,對身體系統來說都是負擔。

在光譜另一端的海水也是危險的所在,其中充斥著在水中遨遊的強壯大型生物。雖然海水中沒有太陽與空氣造成的環境壓力,卻多了競爭與掠食這兩種生物危機。 簡單來說,生活在離吃水線愈高位置的生物,受到的環境壓力愈大;生活在離吃水線愈低位置的生物,受到的生物壓力則愈大。在潮間帶中的每一點,都是由這兩種危機形成的特殊組合。生活在海岸邊的每一種生物,都擁有讓牠們生活在岸邊特定位置的特殊演化適應,也就是對抗牠們所面對的環境壓力與生物壓力的組合。


 

 

本文摘自《海洋的極端生物》衛城出版

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為什麼蛀牙的總是我?為何原始人的牙齒都好棒棒?–關於蛀牙的二三事

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作者 / Dr. J,國立陽明大學牙醫學系畢業,牙醫界的J.J.,雖然不會唱歌…但喜歡從有趣的角度來探索大家吃飯的傢伙────『小小的牙齒,大大的世界。』

「為什麼我一天刷了好幾次牙,這傢伙連牙刷都愛買不買,牙齒都我在刷,結果牙都我在蛀,天理何在~~~」

世界上充滿著不公平的事情:階級、性別……,但你可能沒想過「蛀牙」也是一件不公平的事。

為什麼!為什麼!為什麼!圖/Son of Zorn@GIPHY

雖然不買牙刷可能誇張了點,但是的確就算有同樣的口腔衛生習慣,有的人就是比較容易蛀牙,而有的人就可以幸運地不用與蛀牙作伴,為什麼?!

史前人類也會蛀牙嗎?

把時間往前推數萬年,你帶著牙醫的口腔檢查器械和牙刷回到過去,圍繞在你身邊的不會是服儀端莊的上班族,而是像尼安德塔人或原始智人等史前人類,而你好奇地使用你身旁的口鏡和探針來幫他們檢查牙齒(尼安德塔人:嘎嘎嗚啦啦!!),你除了讚嘆:「原來一輩子沒刷過牙的牙齒長這樣!」你更驚訝的是——其實他們的蛀牙狀況似乎不像我們預期中的嚴重。

在 2006 年,有一篇研究針對居住於西亞的安納托利亞(Anatolia)上的人類歷史遺骸做分析,從收集的牙齒樣本中,他們發現蛀牙情況與時代有關聯,越古老的時期,牙齒蛀牙率越低!從狩獵時期蛀牙率 1-2%,到新石器時代 3%-5%,進到銅器時代時蛀牙率上升到 11.7%,後面接著的羅馬時期及中世紀則到 16%、14.2%,現代土耳其更是達到了 17.1%。1到底為什麼潔牙工具較不發達的年代反而比較少蛀牙呢?

這得從蛀牙的根本開始說起。

為什麼我們會蛀牙?

蛀牙的過程其實就像挖山洞。首先,要先有一座「山(牙齒)」,目標確定後,「工人(蛀牙菌)」開始進駐,接著利用「火藥原料(可發酵的醣類)」做出炸彈炸出山洞,最後給這些工人們一些「時間」,將這項工程完成。這四項是蛀牙的基本要素。

牙齒的主要結構是羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2),而此牙齒結構最害怕的就是「酸」,當口腔環境 pH 值下降低於 5.5 時,牙齒結構最外層的牙釉質,又稱作法瑯質,就會開始去礦化(demininalization),也就是說,鈣質會從齒質中流失,造成牙齒結構軟化,時間一久就會造成蛀牙。那麼,這「酸」究竟是怎麼來的?

口腔內住有很多細菌,它們會附著在牙齒上形成生物膜,而在你進食後,也就提供了「火藥原料(可發酵的醣類)」給住在生物膜裡的蛀牙菌,蛀牙菌開始消化發酵,最後就會產出有機酸來造成蛀牙。

為什麼現代人蛀牙率就是比原始人高呢?

回到主題,既然人類蛀牙的機制都是一樣的,為什麼現代人蛀牙率就是比原始人高呢?這時候有人突發奇想,會不會是因為原始人的食物缺乏「蛀牙原料」呢?

於是有一群學者,各自開始針對原始人遺骸作分析,結果蛀牙率分佈分別是:狩獵原始人 0%-5.3%,混食原始人 0.44-10.3%,農耕原始人 2.2%-26.9% 2,結論是「農耕原始人的蛀牙率明顯高於狩獵原始人」。他們推測人類開始耕作後,帶入了醣類飲食,而醣類分解後的單醣與雙醣是蛀牙菌的最愛,在其消化發酵後會形成酸,因此農耕時期後蛀牙率才會明顯上升。

人類開始農耕生活後,含有醣類的食物增加,例如稻米就是其中之一。圖/Steve Lai @ Flickr

而 Luis Pezo Lanfranco 與 Sabine Eggers 也針對了農耕前期與後期的蛀牙情況做更深入的比較,發現農耕後期不僅蛀牙深度更深,也分佈得更廣泛,不再侷限在咬合面2 。因此似乎可以下結論說:就是飲食習慣造成蛀牙的差異。這樣看來,我只要學魯夫都吃肉,就不會蛀牙了吧!

素食主義者表示:「蛀牙真的只是因為這樣嗎……?」(絕望貌)

另一位學者 Arkadiusz Sołtysiak 在 2012 寫了一篇評論3表示,似乎事情並不是如此單純,文中提到以往許多文獻都將尼安德塔人的低蛀牙率歸功給他們的飲食,但近期有些研究發現:不同地區的尼安德塔人的飲食習慣似乎不同,地中海附近的尼安德塔人被證實有食用穀類、棗類等醣類作物的紀錄4,但他們卻仍然很少有蛀牙(在伊拉克北邊的 Shanidar 洞穴發現的97顆牙齒完全沒蛀牙5),因此作者認為可能是因為這些人缺乏了會造成蛀牙的致病菌

此外,Streptococcus mutans(S. mutans)是目前公認的蛀牙致病菌之一,研究證明它是一種高多樣性、低異質性的細菌,代表它是一種新的且發展快速的細菌。此外,此菌種的傳染方式主要是由宿主母親藉由口腔或唾液傳染給後代,因此有可能在這些尼安德塔人存在的時期,他們口腔內是沒有這類細菌的。然而,現今其實已經有許多研究證實,口腔內的細菌組成的確是一個重要的蛀牙風險評估因子。6,7

擺脫醣類沒有可能,那有什麼方法可以預防蛀牙?

看來飲食習慣和口腔環境對於蛀牙都是十分重要的,但畢竟生活飲食中要完全擺脫醣類可以說是天方夜譚,那有沒有什麼新科技可以預防蛀牙呢?

近年來,由於抗生素的廣泛使用及細菌的抗藥性產生,許多學者開始提倡利用「益生菌抑制壞菌」的概念,而在腸道疾病也已有實際的臨床案例,這概念是否也可以應用到蛀牙預防呢?

在 2001 年 Näse 與其研究團隊率先使用含非蛀牙菌的牛奶來做實驗8,實驗結果雖然有減少蛀牙菌的比例,但沒有統計學上顯著差異。接著 Ahola 的團隊也跟著做了類似的試驗,但是是以起司為非蛀牙菌載體,雖然在三週進食階段的檢測,蛀牙菌減少量無顯著差異,但是在停止進食後的三週,卻有顯著的減少9。之後諸多學者接連做類似的實驗也都紛紛證實了益生菌對減少蛀牙菌的作用。

以起司為非蛀牙菌載體的試驗結果,發現在停止進食後的三週蛀牙菌量有顯著下降。圖/Rebecca Siegel @ Flickr

另外還有學者針對 S. mutans 內的基因片段做改造,使其在消化醣類後,不會製造出有機酸,再利用這類細菌去競爭排除掉會造成蛀牙的 S. mutans,雖然這項實驗數據成果很完美,但此項實驗目前仍就處於動物實驗階段10。不過可以期待的是,未來近幾年將會進一步進入人體實驗。11

既然還沒有仙丹,那現在的我可以做什麼?

現在大家知道為什麼蛀牙是不公平的了吧!每個人的口腔細菌組成不同,而且飲食習慣也會有所影響,既然現今仍尚未有可以改變根本的治療方法,根據英國牙科期刊建議,我們可以為預防蛀牙做的事情有:

1.減少食用精緻醣類、多方攝取原型食物。12
2. 飲食時間盡量集中,避免口腔時常維持高糖份的環境。12
3. 七歲以上的人,建議使用高含氟量的牙膏輔助刷牙(1450ppm 以上)。13
4. 一天建議刷兩次牙,睡前那次要做最徹底的清潔,而刷完牙後,避免使用大量水漱口,以增加氟化物抑制蛀牙的效用。13
5.每半年以內定期回診檢查。

最後,期許大家都可以有漂漂亮亮的牙齒,跟原始人牙齒一樣好棒棒喔!

圖/GIPHY


參考資料

  1. Koca, B., Guleç, E., Gultekin, T. et al. Human Evolution (2006) 21: 215. doi:10.1007/s11598-006-9019-4
  2. Lanfranco, L. P. and Eggers, S. (2010), The usefulness of caries frequency, depth, and location in determining cariogenicity and past subsistence: A test on early and later agriculturalists from the Peruvian coast. Am. J. Phys. Anthropol., 143: 75–91. doi:10.1002/ajpa.21296
  3. So1tysiak, A., 2012. Comment: low dental caries rate in Neandertals: the result of diet or the oral flora composition? HOMO e Journal of Comparative Human Biology 63 (2), 110e113.
  4. Fiorenza, L., Benazzi, S., Tausch, J., Kullmer, O., Bromage, T.G., Schrenk, F., 2011. Molar macrowear reveals Neanderthal eco-geographic dietary variation. PLoS ONE 6 (3), e14769.
  5. Trinkaus, E., 1977. An inventory of the Neanderthal remains from Shanidar cave, northern Iraq. Sumer 33, 9–33.
  6. Van Houte J. Microbiological predictors of caries risk.  Adv Dent Res 1993: 7(2): 87–96.
  7. Assessing patients’ caries risk, Fontana, Margherita et al. The Journal of the American Dental Association , Volume 137 , Issue 9 , 1231 – 1239
  8. Nase L, Hatakka K, Savilahti E, Saxelin M, Ponka A, Poussa T, Korpela R, Meurman JH. Effect of long-term consumption of a probiotic bacterium, Lactobacillus rhamnosus GG, in milk on dental caries and caries risk in children. Caries Res 2001: 35: 412–420.
  9. Ahola AJ, Yli-Knuuttila H, Suomalainen T, Poussa T, Ahlstrom A, Meurman JH, Korpela R. Short-term consumption of probiotic-containing cheese and its effect on dental caries risk factors. Arch Oral Biol 2002: 47: 799– 804.
  10. Hillman JD, Brooks TA, Michalek SM, Harmon CC, Snoep JL, Der Weijden CC. Construction and character- ization of an effector strain of Streptococcus mutans for replacement therapy of dental caries. Infect Immun 2000: 68: 543–549.
  11. Hillman JD, Mo J, McDonell E, Cvitkovitch D, Hillman CH. Modification of an effector strain for replacement therapy of dental caries to enable clinical safety trials. J Appl Microbiol 2007: 102: 1209–1219.
  12. Prevention. Part 2: Dietary advice in the dental surgery, R G Watt, P McGlone & E J Kay, British Dental Journal 195, 27 – 31 (2003) Published online: 12 July 2003 | doi:10.1038/sj.bdj.4810276
  13. Prevention. Part 4: Toothbrushing : What advice should be given to patients?R. M. Davies, G. M. Davies and R. P. Ellwood; Series Editor E. J. Kay, doi:10.1038/sj.bdj.4810396© British Dental Journal 2003; 195: 135–141

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用「生物地球化學」探索物質循環的藍色海洋傳說!

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「海洋生物地球化學」是在研究什麼?

由於生物生長及繁殖所需物質能在地球循環及供應,生命也才得以在這個世界生生不息,這個重要的循環過程,在生命之母的「海洋」也正時時刻刻進行中,而負責循環物質的關鍵主角之一,就是遍布全球上層海洋的「浮游植物(Phytoplankton)」。

中研院環境變遷研究中心何東垣團隊,在南海、西菲律賓海、西北太平洋與實驗室之間航行,探索控制不同浮游植物生長及分佈的環境因子,進而刻劃出物質在海洋及地球循環的軌跡。

很多人聽到我在研究海洋,就以為我是在研究魚,但其實不是,海洋中物質的循環機制才是海洋生物地球化學最核心的問題!── 何東垣研究員

是地球還是海球? 地球雖然叫「地」球,但放眼所及絕大部分是藍色的「海」。圖/Google Earth

海洋佔了地球總面積 71% ,在地球生命所需物質的循環,扮演關鍵的角色。

以黑潮為例,黑潮是西北太平洋的主要風吹流,由太平洋北赤道洋流流至菲律賓東部、往北再流經台灣東邊,當黑潮流經台灣東北角時,因海底地形變淺,含有相對高量營養鹽的海水因而湧升,提供給表層海水中的浮游植物豐富營養鹽,進而在台灣東北海域形成漁場。

許多常年行走在陸地上的人們,把享受黑潮帶來溫暖的氣候及豐富的漁產視為理所當然,不見得體會到海洋對我們生活的重要性,恐怕更難意識到人類的所作所為將對海洋產生的影響,要了解這個影響可能的後果,先讓我們來看看海洋中的物質如何循環。

浮游植物:海洋中的物質循環交給我

海中的鯨魚雖然巨大,但對全球物質循環的影響,卻比浮游植物小很多。 因為浮游植物生長很快、消逝也很快,因此一旦影響生存的海洋環境條件稍有改變,不同族群的輪替也十分劇烈。

全球海洋生物量的分布圖,色溫越高代表海水中浮游植物生物量(biomass)──葉綠素愈高。因為營養物質供應相對較多,高緯度、邊緣海、以及湧升流海域的生物量特別高。圖/張語辰、NASA Earth Observatory

海洋生物地球化學的兩大主角,分別是「浮游植物」及其所需的「營養物質」。

浮游植物需要這些營養物質才能生長,但營養物質又源自於浮游植物的分解作用而產生,營養物質在海洋中循環,因而讓浮游生物及生物鏈中的生命得以生生不息。

試著回想去海邊的經驗,若在海水表層用手撈,可能撈不到魚,而是撈起一堆看得見或看不見的浮游植物。若將這些浮游植物帶回實驗室,去除浮游植物體內的水份、並分析其元素組成,數量排名前三名的元素是「碳、氮、磷」,也就是浮游植物的必要營養元素。

浮游植物形成蛋白質需要「氮」,複製 DNA 或 RNA 需要「磷」,許多酵素發揮作用還需要「微量金屬元素」,例如鐵。當海洋中這些必要的營養物質缺乏時,浮游植物的生存會受到限制,若這些營養物質大量進入海裡,浮游植物就會大量生長繁殖。

從物質循環圖可看出,當海中微量金屬元素與營養物質供應發生變化時,浮游植物的生長繁殖也會受到影響。資料來源/Sunda(2010)圖/林婷嫻、張語辰

在中研院環境變遷研究中心,何東垣帶領團隊成員,搭乘研究船親身前往台灣週邊海域採樣,也在東沙國際研究站採樣,研究海洋中微量金屬元素如何影響浮游植物的生長及族群結構變化。

不只是一片海的事,物質供應的變動改寫地球氣候

海洋中的物質循環如何引起「全球尺度」的改變?何東垣以科學家 Konhauser 在 2009 年根據特定時期岩石中鎳(Ni)含量的下降所提出的鎳假說(Ni hypothesis)為例。

海洋由「厭氧條件」轉換成「有氧環境」,是地球生物演化的一個重大關鍵,鎳假說提出這是因為鎳供應不足所造成。

生物體內許多關鍵生化反應,都由「酶」或稱「酵素(Enzyme)」催化進行。酶由許多胺基酸組成,其中最重要的活化區(Active site),大多數由金屬擔當。因此,若生物缺乏特定金屬的吸收、或吸收不足,需要這些金屬的酶就不能作用,生物的生長繁殖便受到限制。

(左)古代海洋中有非常非常多甲烷菌。(中)甲烷菌所需的鎳,透過火山高溫噴發供應至海洋中。(右)隨著火山活動下降、海洋中鎳供應量下降,甲烷菌新陳代謝也跟著下降,被行光合作用的浮游植物替代。圖/何東垣、黃雅玲

在地球形成初期,已知古代海洋中有非常非常多「甲烷菌」,而甲烷菌形成甲烷的過程中,必須使用三個關鍵含有「鎳」的酶。

這個假說提出:當時鎳主要透過火山的高溫噴發供應至海洋中,隨著地球逐步冷卻、火山活動下降,鎳在海洋的供應量也快速下降。當古代海洋中鎳的供應量下降,導致甲烷菌所產生的甲烷下降,行光合作用的「浮游植物」便逐漸地取代甲烷菌而成為海洋中的優勢生物,讓氧氣得以在海洋及大氣中累積,才進而引發後續生物在海洋及陸地的演化。到底鎳假說是真是假?尚待科學家進一步驗證。

但是在現代的地球大氣環境中,人為活動所生成的物質正大量釋放到大氣中,這些物質中的大部分終將沉降到海洋表面,悄悄並劇烈地改變海洋中的物質循環,而這個物質你我也身受其害──那就是「人為產生的氣膠 (Anthropogenic aerosol)」。

氣膠 PM2.5 來襲!海洋中的微量金屬元素供應激增!

人為產生氣膠,也就是大家熟知的 PM2.5,透過大氣傳輸,挾帶著大量可溶解的微量金屬元素,沉降於海洋表面,足以改變浮游植物的族群結構及物質循環。

當東亞陸地上的人們受 PM2.5 所苦, PM2.5 同時也「飄洋過海」進入海洋,西北太平洋上的浮游植物也同受 PM2.5 所苦。

NASA Terra 衛星顯示東亞人為生成氣膠的傳送幾乎無遠弗屆,本圖顯示東亞產生的人為汙染氣膠隨著季風傳送,影響範圍可以橫越整個北太平洋,抵達美國和加拿大。圖/Pacific Anthropogenic Aerosol Optical Depth (AOD) in 2003

也許單看這個地圖沒有實感,但接下來這張圖片,恐怕會讓人驚呆了。何東垣團隊在東沙島採樣站,用濾紙蒐集 2011 年 1 月東北季風從中國吹來的氣膠,並放大 2000 倍率觀察,看見許多挾帶砂石與微量金屬元素的顆粒。

東沙採樣站所蒐集 1 月份東北季風從中國傳送來的人為生成氣膠(PM2.5),放大後看見許多不規則狀的石化燃料燃燒所生成的氣膠顆粒。資料來源/何東垣研究室,採樣點:東沙 January 2011(致謝:Keyence Taiwan Co.)

人們知道 PM2.5 吸入體內,短期內就會造成過敏、氣喘等病症,長期甚至會引發更嚴重的疾病;這浮游植物從未見過的 PM2.5 溶入海洋後,會對海洋生態系產生什麼影響?

為了尋找這個問題的答案,何東垣團隊在南海東沙及西菲律賓海採集氣膠,同時採集海水中不同大小的浮游植物,回到實驗室分析浮游植物的微量元素及同位素組成,同時也利用實驗室中控制變因下的養殖實驗評估人為產生氣膠如何影響浮游植物的生長及族群結構。

研究結果發現,東亞人為氣膠溶解沉降在西菲律賓海的海水表面,會吸附或膠結在浮游植物細胞表面,大幅度提高浮游植物表面的微量金屬濃度,比值遠高於過往文獻紀錄浮游植物細胞的元素組成,也高於其他主要海洋的浮游植物組成。

圓圈符號代表各個不同大小浮游生物的微量元素組成。綠線是浮游植物體內所含元素比值, 紅線代表氣膠組成、藍線為岩石性氣膠組成。 研究發現吸附在浮游植物表面的微量金屬元素組成遠高於體內組成,其金屬元素組成與人為氣膠物質相近,而非沙塵暴的岩性顆粒。資料來源/Liao et al. 2017

由於這些人為產生的氣膠來自於石化燃料燃燒、各式人為活動、工廠廢氣,不僅含有相當高量的微量金屬元素,也含有各式氮及磷相關的化合物,這些氣膠的沉降將進一步改變浮游植物的生存條件與族群結構。

幾十年前冬天及春天季風所吹來的只是沙塵,可是這幾十年來除了沙塵之外,還同時吹來大量在東亞所產生的汙染物質。這些大氣傳送來的人為汙染物,不僅影響人的健康,也必將影響海洋生態系統的健康。

物質循環很重要,認識海洋熱忱的循環也很重要!

海洋如此廣大,要探究其物質循環全貌,需要更多人一同參與,也並非只能透過嚴肅的論文了解。

除了專業學術研究,何東垣也與畫家黃雅玲聯手推出《看漫畫學海洋》科普教材,用親切的圖畫讓小朋友也能接觸海洋科學的概念,認識海洋、擁有與地球一體的感覺,從海洋的視角培養國際觀,讓思維不局限於台灣陸地。

從小在一個純樸小漁港的苗栗小鎮(苑裡)長大,在一片美麗白沙的通霄海水浴場玩水,在夢幻夕陽美景的西子灣讀大學、又到充滿各式原始天然海灘的澎湖服役,對海洋充滿好奇的初心,就像洋流般將何東垣帶往科學研究的領域,這人生旅程的選擇應當不是偶然。

「我有一個夢想:希望有一天能在綠島建立一個海洋科普館,帶領小朋友及大眾一起出海採集並觀察海裡的浮游植物及動物,透過深入淺出的操作及說明,向大家展現物質如何在海洋循環、帶著大家到黑潮的主流跳入水中,如同《海底總動員》的 Nemo 一樣體驗海洋高速公路,近距離地親身經歷並認識海洋及她的生物地球化學!」 何東垣眼神發亮地分享。圖/張語辰

在動畫《海洋奇緣》中,由於過去的慘痛經歷,一開始酋長爸爸極力阻止女主角 Moana 接近海洋,警告 Moana 海洋很危險,待在物產豐富、平靜安全的島嶼內就好,但當島嶼內面臨危機時, Moana 受到奶奶的鼓勵,鼓起勇氣向外出航冒險,經歷一連串的考驗經歷後,生命因而成長,海洋也教會她許多事,也因而找回地球的生態與物質平衡……。

我們是否也當如同 Moana 一般,勇於體驗?勇於經歷? 勇於挑戰?


延伸閱讀

執行編輯|林婷嫻 美術編輯|張語辰

CC 4.0

本著作由研之有物製作,以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

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拔掉尖刺的海膽,才是岩岸的王者──《海洋的極端生物》

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  • 【科科愛看書】廣闊無邊的藍色水域之中,究竟藏著什麼秘密?如果你以為到處都是尼莫式的溫馨場景,可就大錯特錯了!《海洋的極端生物》可是一群心機超重的傢伙,天天都要為了生存奮鬥。如果想見識海洋版的甄嬛傳,從這裡下手準沒錯。

圓圓的石頭?其實是海膽啦!

二十年來,夏威夷卡卡阿寇公園(Kaka’ako Park)的石牆都是擋住太平洋的屏障。重達上千公斤的巨石如同巨型磚塊一般緊密堆在數公里長的海岸邊上,完全沒用水泥黏合。在岸邊遊戲追逐的孩童從一塊石頭跳到另一塊、遊客沿著岸邊散步、外出野餐的家庭在野餐桌上擺好食物。在這一切進行之際,海浪不斷湧入,一波接著一波,用亙古以來就存在的力量撞擊黑色的岩石。

沿著海邊、比允許孩童遊戲更低一點的吃水線附近,有十元硬幣大小的堅硬紫色圓頂物攀附在岩石上,那是海膽屬(Colobocentrotus)下的卵石海膽(shingle urchin)。這種海膽的表面沒有一般海膽常見的可怕尖刺,但尖刺仍然存在,只是形狀變得像冰棒棍一般圓鈍,像裙子一樣從底部四周伸出。在海膽身體上方,尖刺則變得很扁,像是小蘑菇的頂蓋,一個個嵌在一起,與構成卡卡阿寇石牆的岩石類似;其功能也與之類似,可以防止海水侵犯。

海膽的尖刺在卵石海膽身上變成花瓣狀的鈍角。圖/Biobonnie – Own work, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

卵石海膽的存活有賴兩種演化適應:其一是特別的頂部尖刺提供了光滑的表面,以降低海水的沖刷力;其二是擁有特別強壯的足部,可抓住下方的石頭。卵石海膽底部有數以百計的管足,並利用小型的真空吸盤來製造吸力。每根管足只有麵條粗細,但眾多管足聯合起來,就在石頭上形成了死命的抓力。所有海膽都有管足,只是卵石海膽的管足更有力。

以直覺而言,上述適應是有道理的,但實際作用又如何呢?做個簡單的實驗可以回答這個問題:把正常的海膽尖刺裝在卵石海膽上,再來測試在拉力增加的情況下,其管足是否足夠強壯、仍可把自己固定在石頭上。如果可以,就代表管足要比維持最小的海水拉力更重要;如果不行,那麼維持平滑圓頂以降低拉力,就是更重要的事。

一般海膽的尖刺在海水沖刷下會產生拉力,而卵石海膽的圓頂演化就是為了減少海浪衝擊。圖/Böhringer Friedrich – Own work, CC BY-SA 2.5, wikimedia commons.

圓頭抓力比較大?變形海膽告訴你

當時在夏威夷大學擔任研究生的蓋連(Brad Gallien)把一個帶有尖刺的普通海膽外殼清理出來,然後像戴頭盔一樣把它固定在一隻卵石海膽的平滑頂端。他把這隻拼湊的海膽放回海岸邊,接受夏威夷海浪的衝擊考驗。觀察結果顯示,加上尖刺的確大幅增加了卵石海膽承受的打擊,但牠們仍然能夠固守陣地。顯然牠們有力的管足(也用來進食及移動)要比特殊的圓頭尖刺更有助安全。

另外還有一項影響因素,就是牠們的所在位置。海浪打在海膽的防衛堡壘上,但海水仍然會從防護的尖刺中間滲入下方,讓海膽維持在潮溼狀態。由於海膽沒有鰓或肺,因此牠們必須從潮溼的表面組織利用簡單擴散作用吸取氧。

一如其他種類的海膽,卵石海膽在短時間內缺水仍可存活,但終究會死亡。奇怪的是:身為海洋物種,海膽若浸在海水的時間過長,同樣也會死亡。氧在空氣中擴散比在水中快,因此對海膽來說,保持潮溼並停留在吃水線以上,更容易呼吸。卵石海膽的呼吸能力比其他海膽還差,可能原因是牠們有更密實的盔甲;如果被困在水下,不出幾天牠們就會溺斃。

海邊生物卻怕水?天天生活都糾結

海膽怕水,這點很難想像;事實上,生活在潮間帶的每種生物都面臨類似的困境。潮間帶的高處可能又熱又乾,低處則是充滿掠食者與競爭者的叢林。不論是沙灘還是岩岸,每一種生活在潮間帶的生物,都必須在乾燥與危險的兩極之間取得平衡。結果是,潮間帶的生物會沿著吃水線平行分布,就像老式黑膠唱片上的平行紋路一樣。退潮時,潮間帶上的生物也同其附著的礁石或沙灘一樣裸露在外,讓人看到沿著海岸分布的生物。

每一種生活在潮間帶的生物,都必須在乾燥與危險的兩極之間取得平衡。圖/Public Domain, wikimedia commons.

這種條紋狀分布,或稱區間,幾乎可在全球各地的海岸發現。早在一九三○年代,史帝芬森夫婦(T. A. and Ann Stephenson)就描繪了潮間帶的生物分布。 這對夫妻檔科學家走訪了全球各地海岸,都發現類似的水平分布型態。對他倆來說,這中間有一套邏輯系統在運作,根據的是某一層與下一層環境的微小改變。他們斷言:「分區是由……梯度造成。」 他們所說的梯度包括生物性及物理性,但可以確定的是:潮間帶生物是根據與海水的遠近而分布的。

在岸邊的任何一點,都是對某些生物來說最理想的環境狀況。如果你從最高的區域走到最低的區域,有兩種情況不斷在改變:變數之一是由太陽與乾燥空氣所造成的環境危險;這裡生活的畢竟是海洋生物,牠們停留在吃水線以上的任何時間,對身體系統來說都是負擔。

在光譜另一端的海水也是危險的所在,其中充斥著在水中遨遊的強壯大型生物。雖然海水中沒有太陽與空氣造成的環境壓力,卻多了競爭與掠食這兩種生物危機。 簡單來說,生活在離吃水線愈高位置的生物,受到的環境壓力愈大;生活在離吃水線愈低位置的生物,受到的生物壓力則愈大。在潮間帶中的每一點,都是由這兩種危機形成的特殊組合。生活在海岸邊的每一種生物,都擁有讓牠們生活在岸邊特定位置的特殊演化適應,也就是對抗牠們所面對的環境壓力與生物壓力的組合。


 

 

本文摘自《海洋的極端生物》衛城出版

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唱完搖籃曲後,如何給寶寶一個安全的睡眠環境?

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關於嬰幼兒在睡覺過程中發生意外一事,不時會在台灣的社會出現1。個人覺得相當有必要針對此一問題好好討論一番,以減少嬰兒猝死(Sudden infant death Syndrome; SIDS)發生的機率。

如果家長真的沒空把這一大篇文章看完。個人可以先說結論,就是:

不要趴睡、使用堅硬平坦的床、與嬰兒同房不同床、不要使用鬆軟的寢具、拒絕過熱的環境2

以上這五件是最重要的,已經列入美國小兒科醫學會的政策性聲明(Policy Statement)(註一)之中。

細看美國小兒科醫學會的政策性聲明,其中有 15 項背後皆具研究品質良好的證據,值得父母與相關從業人員認真執行:不要趴睡、使用堅硬平坦的床、哺育母乳、一歲以前與嬰兒同房不同床、不要使用鬆軟的寢具、於睡覺時間使用奶嘴、拒絕吸煙、拒絕酒精與非法藥物、拒絕過熱的環境、懷孕婦女應規律參與媽媽教室、嬰兒應接受相關疫苗接種、心肺監控器材無法減低嬰兒猝死、醫療健康從業人員應認同這些原則並告知父母、媒體從業人員應將安全的睡眠的相關準則在新聞或廣告中傳遞、持續進行「安全的睡眠」運動。

不要趴睡,嬰兒仰躺最安全

第一項「不要趴睡」,個人認為最為重要,兒童健康手冊甚至可以考慮第一頁就印這件事。這裡可以順帶一提的是,嬰兒睡覺的姿勢就是仰睡,沒有趴睡,也沒有側睡。目前研究的最佳證據皆顯示,至少要維持仰睡的姿勢至一歲以上。百歲醫師中所寫的看法有一些都已經過時了,最嚴重的一點,就是他鼓勵趴睡。

我們已經反覆在各種研究中發現,趴睡會增加嬰兒猝死症候群的發生機率。如果胡亂照書養,給小孩趴睡,也不顧小孩哭鬧,致死風險當然非常的高(註二)。許多有養過小孩的家長都知道,小孩大約三個月大之後就會翻身了,睡覺時也會翻來翻去的。這是正常現象,因此我們要改善的是寢具的使用──不要用太軟的床墊或棉被,而不是企圖將小孩固定住。網路上有流傳一些言論,認為他們家的小孩趴睡也沒怎麼樣,為何不能趴睡之類的言詞。這樣的說法,坦白說就是完全沒受過科學訓練的人的看法。

一個小孩趴睡沒事,不代表所有小孩趴睡都沒事。經過科學上大規模的後設研究可知,仰睡可以讓嬰兒猝死的機率,下降 50~70%。也就是說讓 SIDS 從大約千分之二,降到千分之 0.53(如果硬是要換算一個數字讓大家有感一下可以這樣看:每年台灣大約有 20 萬新生兒,依這樣的比例算下來,改成仰睡可以救回 300 個嬰兒,這樣的數字應該可以讓大家警醒一下了吧)。

別讓孩子亂亂睡,堅硬平床才完美

第二項「使用堅硬平坦的床」。此項為何至關重要,主要是因為小孩子在睡覺時,經常翻來翻去就變成其他姿勢,這時候如果用了柔軟的毯子,就可能沒有空間可以呼吸,導致窒息的危險性就會大增。因此柔軟的各種配件都不要使用,如枕頭、軟墊、靠墊、毯子、床圍等等。如果要使用保潔墊,切記一定要與床墊完全密合。

沒有任何研究證據顯示,特殊的床墊或嬰兒床可以減少嬰兒猝死的發生率。因此若是有產品做這樣的宣稱,千萬不要相信。各種坐姿輔助裝置,如汽車安全座椅、嬰兒背帶、嬰兒車、搖床,都不建議在嬰兒睡覺時使用。如果小孩在這些設備上睡著了,記得在入睡後應該就要鬆開這些裝置,並將小孩平放。

一起睡吧!但應該同房不同床

第三項為「與嬰兒同房不同床」。在設置嬰兒床時,最好是與父母同房,在伸手可及之處較佳。目前建議至少同房六個月,最理想的狀態是最好可以同房至一歲。

如果家裡同時養育雙(多)胞胎的,最好的方式也是分開睡。也就是說,兩個小孩要放在不同的床上。像我們家因為兩個小孩在同一個房間內會互相干擾,所以在新生兒時期,我們是一個大人跟一個小孩為一組,睡在不同房間。同一房間內的一大一小,有各自的地方可以睡。假如在深夜需要親餵母乳,切記餵完奶後就將小孩放回自己的嬰兒床上睡,而不是放在自己身旁。

寢具鬆軟好舒服?全是窒息的陷阱

太軟的物品不要放在嬰孩的睡覺環境,如枕頭、鬆軟玩具、床邊護欄,也不要使用會蓋住頭的衣服或毯子。圖/Dave Herholz @ Flickr

第四項為「不要使用鬆軟的寢具」。如上面第二項所談到的,太軟的物品不要放在嬰孩的睡覺環境,如枕頭、鬆軟玩具、床邊護欄,也不要使用會蓋住頭的衣服或毯子。如果真的要使用嬰兒床,記得選擇柵欄之間縫隙小一點的,避免頭被卡住了。

記得不要使用床圍,因為床圍通常都是鬆軟材質居多。目前多數嬰兒床廠商已經知道這件事,在商品中也沒有提供此附件,家長千萬不要以為弄錯了,又自己跑去買來掛上去。因為目前已經知道床圍是非必要性的東西,既無法防止頭被卡住,反而可能有窒息風險。

千萬不要包粽子,穿著清涼好舒服

第五項為「拒絕過熱的環境」。目前已有研究證實,過熱的環境可能增加 SIDS 發生的風險。雖然在定義上,很難詳細的定義何謂過熱。但一般而言,嬰兒的穿著要與環境相配合,千萬不要穿得比大人還要多。不要忘記了,嬰兒身體的平均體溫比一般大人還要高。

如果嬰兒太熱了,可從兩個徵兆來判斷,一為流汗,另一為胸口部位太熱。只要兩個出現其中一個,就是穿著太多,要盡快調整。老阿嬤那一套一看到小孩就莫名的一直加衣服的照顧方式,已經與現在的科學知識背道而馳,千萬不要不加思考又實踐到底。

上述五項為最為重要的部分,其餘像是哺育母乳、睡覺時使用奶嘴、嬰兒應接受相關疫苗接種,則為保護因子,可將不利的因素降低。另外的要點,如不要抽煙、不要使用酒精及非法藥物、規律參與媽媽教室獲取相關育兒知識、各種商業產品無法減低嬰兒猝死,也建議父母一定要做到。

沒有人天生下來就知道怎麼當父母的,我們在育兒的戰場上匍伏前進,多學習一些知識,是為了讓嬰孩在友善的環境之下,慢慢長大成人。


註釋:

  • 註一:美國小兒科醫學會(American Academy of Pediatrics)的政策聲明(Policy Statement)有一個原則,發表五年後就會自動失效,除非有經過合適的改版。因此看到有人談論美國小兒科醫學會的政策聲明,記得先看一下年份,是否已經有最新版出現。依據過往經驗,他們更新的速率算是頻繁,很多重要的議題都會在五年左右就更新。
  • 註二:這時候還是不得不推自己的書:《心理師爸爸的心手育嬰筆記》,裡面不講一堆大道理,就是教你最簡單的科學育兒之道。先前在泛科知識節的已有相關影片釋出了(goo.gl/89hDGa),有空的人可以先看看。

參考資料與延伸閱讀:

  1. 「百歲醫師育兒法」訓練 卻因床墊、趴睡導致寶寶窒息(2017/04/11)。聯合新聞網。
  2. AAP TASK FORCE ON SUDDEN INFANT DEATH SYNDROME. SIDS and Other Sleep-Related Infant Deaths: Updated 2016 Recommendations for a Safe Infant Sleeping Environment.2016;138(5):e20162938。
  3. Gilbert, Ruth, Georgia Salanti, Melissa Harden and Sarah See. Infant sleeping position and the sudden infant death syndrome: systematic review of observational studies and historical review of recommendations from 1940 to 2002. International Journal of Epidemiology.2005; 34(4): 874–887. DOI:1093/ije/dyi088

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撐住啊!!蜘蛛人用盡洪荒之力的物理學

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如果說 21 世紀以來,我們對哪位美國超級英雄最熟悉的話,蜘蛛人大概名列前茅。到目前為止我們總共看過 6 部電影、3 位演員、2 位死掉的班叔和數不清的反派,但我們熟悉的蜘蛛人還是在做差不多的事……在紐約的高樓大廈中盪來盪去,好不快活~

但先不說擁有超人般身體能力的蜘蛛人辦不辦的到,他的蜘蛛絲真的有這麼夠力嗎?

 

 

—————————-以下文章有《蜘蛛人:返校日》的微劇透。—————————–

 

 

在電影中很明顯,當然夠力。甚至在《美國隊長 3:內戰》中,東尼史塔克與蜘蛛人見面時也有說到:「 這些蜘蛛絲的強度爆表。」不過這是在英雄黑科技盛行的世界中,天才科學少年彼得帕克的 DIY 作品,我們就別太意外了;那現實呢?

現實世界的一般蜘蛛絲的極限抗拉強度雖然沒有到像媒體渲染的「比鋼鐵還強」這麼誇張,但也有將近 1000 百萬帕(這幾乎是鐵的平均值),也就是每 1 平方公尺的截面可以承受 10牛頓的力,這其實是相當恐怖的,多恐怖呢?

就拿蜘蛛人來驗證看看吧~

很明顯的蜘蛛人的絲沒有 1 平方公尺的截面積,從預告上看姑且就假設比我們的手指尖稍小一點,也就是直徑 5 毫米吧!把它換算成截面積的話,大概是 0.0000196 平方公尺(0.196 平方公分),再把截面積乘以現實世界蜘蛛絲的抗拉強度--

面積 = 𝝅 * r2
面積 = 𝝅 * 0.00252
面積 = 0.0000196 m2
力 = 0.0000196 m2 * 1000 MPa
力 = 19635 N

我們可以知道單單一串蜘蛛絲就可以承受 19635 牛頓的力,除以重力換算成質量也就是剛剛好 2000 公斤,這表示說一般現實世界的蜘蛛絲如果真的這麼粗的話,吊起一台轎車都 ok

既然現實中的蜘蛛絲就已經這麼厲害,那麼我們就別管什麼漫威黑科技了,就這麼繼續用下去吧~

撐住那艘船!!

預告中大家最印象深刻的一幕,大概就是蜘蛛人把破成兩半的渡輪撐住的那一瞬間吧~

圖/IMDb

要計算「需要多少力才能阻止一艘被剖成兩半的船不在水上沉沒」老實講非常複雜,因為在水上,我們還續要考慮如浮力、表面張力……等,甚至到了可能需要用程式模擬的程度了。

但我們還是可以做簡單的估計,就單純的看「把被由上劈成兩截的物體撐住需要多少力」好了。

電影中斷成兩截的船是史泰登島渡輪,是紐約港中相當重要的交通工具,雖然有各種型號,但平均下來一艘差不多重 3200 頓,所以斷成兩半的每一截都會感受到 9.81 * 3200000/2 = 15696000 牛頓(N)的力

渡輪寬平均 21 公尺,斷成兩半之後,每一半寬 10.5 公尺,如果我們用力矩來計算,假設整艘渡輪質量分配平均,每個重力作用點就會距離中心線 5.25 公尺,經過計算……

力矩 = 2 * F * d
力矩 = 2 * 15696000N  * 5.25 m
力矩 = 164808000 Nm

為了抵銷這個力矩,蜘蛛人需要在船從中間完全斷成兩截前用蜘蛛絲和蠻力把他們撐住了。

圖/the conversation

這時候我們需要渡輪的高來計算蜘蛛人需要的力,有趣的是官方沒有渡輪的高,只有公布吃水深(4 公尺),所以在一些大概的比例估計之後,我推估渡輪甲板大概高 12 公尺,加上水面下的船體就是 16 公尺全高

我們假設蜘蛛人是從它高度一半的地方試著把船拉住,也就是距船底 8 公尺的地方。這樣我們就可以計算把船撐住的力量。

力矩 = 2 * F * d
F(力) = 力矩 / 2 / d
F = 164808000 Nm / 2 / 8
F = 10300500 N

也就是說如果要阻止這艘船繼續裂開,蜘蛛人必須從中間施 10300500 牛頓的力

當然蜘蛛人不用自己一個人全部承受這股力,他可以用蜘蛛絲來撐,所以我們就來計算需要多少截面積的蜘蛛絲來辦到這件事吧~這很簡單,只要把我們今天要施的力除以蜘蛛絲的抗拉強度就好了。

截面積 = F / 抗拉強度

截面積 = 10300500 N / 1000 MPa

截面積 = 0.0103 m2=103 cm2

咦?才 103 平方公分的絲就夠了?這可比一半 A4 紙還小啊~

但別忘記蜘蛛絲一串也不過才 0.196 平方公分粗而已啊~所以這樣的話蜘蛛人需要噴出至少 526 串蜘蛛絲才能救這艘船,這老實說很多啊~尤其是在老兄他只有幾十秒的情況下,但他還是勉強辦到了……等等!!

這時電影中發生了一個意外,就是當蜘蛛人以為自己成功了的時候,蜘蛛裝中的人工智慧助理告訴他一個消息:「工作完成度98%……」,也就是說蜘蛛人少噴了大概 10 條蜘蛛絲!結果就是船還是照樣繼續裂成兩半,這時蜘蛛人只好自己跳下去幫忙。

住院原因:昨天射太多(蜘蛛絲)了。圖/meme generator

除了這 10 條缺少的絲之外,那一幕又有幾條斷掉了,所以就假設蜘蛛人自己一個需要彌補 20 條蜘蛛絲好了。

20 條蜘蛛絲就是全部需求的 3.8%,再乘以上述的 10300500 牛頓,我們知道蜘蛛人如果要撐住的話,他需要輸出至少 392000 牛頓的力量,這幾乎是 9 台轎車把油門催到滿喔!你能想像用雙手拉住 9 台全力往前加速的車嗎?

但很可惜的是……蜘蛛人似乎撐不住,所以我們在預告片中也看到了,鋼鐵人前來救援,最後和平的一天又過去了~

和蜘蛛人前輩比一比

討論到這邊,R 編突然想到了……這一幕是不是以前也出現過?常看電影的人應該早就發現,其實到目前為止 3 位不同的蜘蛛人都有類似這種靠很多蜘蛛絲拉住什麼東西的一幕,除了第二版蜘蛛人是想用蜘蛛絲當導線之外,第一版的蜘蛛人也有用類似的方法、展現出驚人神力停下了一輛失控的紐約地鐵,那麼和這位新來的蜘蛛人相比,他有落漆嗎?

在回去重看那 2004 年經典的一幕(天啊我老了…),一代目蜘蛛人花了大概 40 秒的時間停下了一台有 8 節車廂、乘客甚多的紐約地鐵。

如果有人忘記的話,就是這一幕。圖/GMB

經過考據,一節紐約地鐵車廂大概是 38600 公斤,滿載大概是 250 人,就假設 8 輛車廂每輛都載了大概 150 位 70 公斤的紐約客,那麼這一整列地鐵差不多重 392800 公斤。而紐約地鐵的極限速度可達時速 90 公里,花了 40 秒的時間停下來也就是說加速度為 0.625m/s2,如果蜘蛛人每秒鐘施力都是均值的話,經過計算…..

F = M*a

F = 392800 Kg * 0.625  m/s2

F = 245500 N

一代目蜘蛛人用了 245500 牛頓的力停下了地鐵,這差不多是需要撐住郵輪的 6 成,雖然看起來大前輩輸了,但有一個決定性的關鍵,就是我把螢幕停下來仔細數一數,相對於用上 500 多條蜘蛛絲還拯救不了郵輪的的新同學,這位大哥哥竟然只用了 16 條蜘蛛絲!!!

看來雖然力氣輸了,但薑還是老的辣、絲還是老的強啊~

仔細看,你還能看到什麼呢?圖/SuperHeroHype

R 編發現的電影小彩蛋:

電影剛開始沒多久,有一幕彼得帕克在上物理課(?),但不專心的在重新觀看他在內戰中的表現的時候,被老師叫起來回答問題:「請說出這單擺運動的角加速度」,而身為蜘蛛人的他也說出了正確答案,不只是因為他聰明,這可是他吃飯的傢伙啊~

參考資料:

  1. Spider-Man: Homecoming spins a web of fact and fantasy
  2. Spider silk is a wonder of nature, but it’s not stronger than stee
  3. General Properties of Steels
  4. 維基百科(紐約地鐵R160史泰登島渡輪力的數量級

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《奇異博士》的神奇魔法和《007》裡的驚險爆破:電影背後的炫目特效是怎麼一回事?──《知識大圖解》

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你是否曾對電影特效的秘密感到好奇呢?今天就讓特效專家為你一一解惑吧!

圖/《知識大圖解》2017 年 7 月號

奇異博士的超強法術,背後全是電腦合成的魔力

電腦合成影像(CGI)讓電影將不可能化為可能,從打造虛構的生物、景點,到仿製動物或外太空環境皆能辦到。《奇異博士》為漫威電影宇宙(Marvel Cinematic Universe)的力作,片中體現了引人入勝的數位魔法。由外科醫生轉任魔法師的史蒂芬.史傳奇學會了神祕魔法,能在不斷變化的異度空間來去自如;想達成上述效果,CGI 必不可缺。該片的數位特效由電腦特效監督亞歷克西斯.瓦斯布瑞德負責,他領著 Framestore 創意工作室的 120 多位夥伴,製作出片中的 350 個特效片段。

來點特效的魔法吧!圖/《奇異博士》劇照 @IMDb

瓦斯布瑞德解釋:「我們有建模師、動畫師、燈光設計師、骨架師及許多部門;身為電腦特效監督,我負責將各部門整合起來,並把製作出的影像交付視覺特效監督,由他來提供藝術方面的建議。」瓦斯布瑞德的團隊花了一年製作這部電影,創造出 20 種效果。瓦斯布瑞德表示:「這次的挑戰相當艱鉅,由於這是首部《奇異博士》電影,所以我們得擬定每個細節應呈現的樣貌。這是部充滿魔法的電影,所有的視覺特效都十分主觀,因此我們得發明一套視覺語言,好讓後續的《奇異博士 2》和《復仇者聯盟》可重複使用。」

需要同時運用很多不同技巧方可造就完美影像。圖/《知識大圖解》2017 年 7 月號

靈魂出竅是最複雜的特效之一。這時奇異博士會進入另一時空,身體呈半透明狀且能穿透物體。瓦斯布瑞德表示:「想巧妙地呈現此效果,得打造諸多細節,觀眾才會知道那是奇異博士的靈魂,而非肉體。」早在現場拍攝時,就得開始製作這種特效──以動作擷取系統和空中特技,先把演員的表情和動作記錄下來,再套用於奇異博士的虛擬人偶上。

完成動作紀錄後,下個挑戰便是打光了;瓦斯布瑞德解釋:「靈魂出竅時,角色的身體會發光,這代表我們要為整個空間(該場景是醫院手術室)建模,細節不計其數,且得確保道具都被角色身上的光所照亮。」多虧了先進的技術,瓦斯布瑞德的團隊才能打造出前所未見的效果,但他認為成果尚有改善的空間。

用動作擷取系統打造半透明的奇異博士電腦合成影像。圖/《奇異博士》劇照 @IMDb

特效魔法還不夠看?那來點真槍實彈的物理特效吧

儘管以 CGI 製作壯觀效果比較容易,且成本較低又安全,但山姆.曼德斯(SamMendes)和克里斯多福.諾蘭(Christopher Nolan)等導演還是偏好在作品中盡量使用物理特效。正因如此,他們請來奧斯卡獎暨英國電影學院獎得主、專業的特效監督克里斯.寇堡來協助拍攝。

寇堡 16 歲時使用了共計 500 加侖的罐頭烘豆為電影《衝破黑暗谷》(Tommy)製作特效,就此闖出名號,之後更進一步為許多強片打造令人嘆為觀止的特效,並打破眾多紀錄。他的作品包括《007》、《蝙蝠俠》和《星際大戰》系列電影。

接到新案子後,你會從何處著手?

首先我會依序拆解腳本,然後跟每個部門的主管進行討論。在會議中,導演會概述他對這部電影的想法,接著所有部門便會按導演的構想提出各種拍攝意見。

進入下個階段時,我們會針對橋段中的各個部分進行設計、製作、測試並錄影。這些橋段可能是像《007:惡魔四伏》中的一連串爆破場面,或是像《007 首部曲:皇家夜總會》中令酒店沉沒的複雜機械裝置。過程中的每個環節都會被錄下,而後請導演過目並提出意見。特效的測試階段大概就占了我們總工作量的 50%。一個效果有時會測試 20 次,以建立安全參數,並同時達到最壯觀的視覺效果。

我們的工作有很大一部分和工程學有關,每個裝置都從 CAD(電腦輔助設計)開始,再進行機械加工、焊接以及試運轉。

正式開始前,測試階段需耗費大把精力。圖/《知識大圖解》2017 年 7 月號

實際拍攝時會包括哪些程序?

每個環節所需的器材經數月測試後,就會被運往全球的指定地點。《007:惡魔四伏》於奧地利、墨西哥、摩洛哥和義大利拍攝,因此需要大量的後勤,以確保適當的器材與人手會在準確的時間送達正確的地方。有時我會同時在四個地點開設工作室,組員也會分散,同時還要在英國的片場準備主要的橋段。拍攝時間長短不一:規模較小的電影約需六週,大型強片則為 28 週。

你們如何拍攝《007:惡魔四伏》中的羅馬飛車追逐場面?

我們準備了八輛奧斯頓.馬丁和四輛捷豹(這些車全是為了電影而特製的版本)。這些車子在測試時,幾乎被特技部門的駕駛開到全毀,以找出脆弱的環節。另外,我們也得考慮到拍攝現場是座擁有 2000 年歷史的古城,城中寶貴的古建築可是完全經不起車子的高速衝撞。

特別打造酷炫車款,再一、次、撞、爛!圖/《知識大圖解》2017 年 7 月號

特技車輛都裝有防滾架、安全油箱、液壓手煞車和賽車用安全帶等裝置。此外,有的車子會在車頂上裝設遙控駕駛艙,讓觀眾誤以為高速飛車是由演員所駕駛,但其實是由車頂上的特技駕駛員來操縱。還有,導演或許會要求將車子撞進靜態的物體中,這時通常會把引擎和所有不必要的負重都拆除,然後在車內裝一根鋼管。這根鋼管將作為活塞,而靜態氮儲存槽會以高速將之射出。

飛車追逐本身是場後勤惡夢,我們得封鎖大半個城市,以確保不會有人一走出家門就剛好闖進捷豹的疾馳路線上。

如何在摩洛哥沙漠中打造出無比驚人的爆炸效果?

我們約試驗了 15 種不同的爆炸類型,接著疊加、串連成一條移動的爆炸鏈。順利運作的關鍵在於點火系統的配線,且須有條不紊地慢慢執行才會成功。你說的那個場面採用了電腦雷管系統,其中每個雷管都設定在特定時間引爆。雷管的唯一缺點在於,按下按鈕到爆炸開始前,會有三秒鐘的延遲。也就是說,我們得在丹尼爾.克雷格台詞說到一半時按下按鈕,要是那句台詞沒唸好,一切就悲劇了。但丹尼爾不愧是專業演員,台詞一次搞定。

《007:惡魔四伏》用了 8418 公升的燃料和 33 公斤重的炸藥,打造出影史上最大規模的爆炸場面。。圖/《007:惡魔四伏》劇照 @IMDb

這幾年來你的角色有什麼變化嗎?

電影特效技術已大幅提升,我們現在可以用電腦控制液壓、氣動、絞車和點火系統,這些在早年都得有人去拉拉桿、按按鈕才能控制。電腦提供了一致性、重複性,以及高精確度,因此進行拍攝工作時也更加安全、實惠。

物理特效的好處為何?

你必須親眼看見,才能充分瞭解實際特效的好處。在拍攝《黑暗騎士》時,我們讓一台超大聯結車翻了個筋斗,當天見到的所有人都感到十分不可思議。

請切開車,但不要切到龐德帥氣的臉。圖/《知識大圖解》2017 年 7 月號


 

 

本文節錄自《How It Works 知識大圖解 國際中文版》第 34 期(2017 年 07 月號)

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關於宮廟為了燒香燒金管制而上街抗議,我想從哈拉瑞的《人類大命運》來聊聊

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編註:1. 在7/23 日,捍衛信仰守護香火大聯盟與許多宮廟組織人士、民俗文化愛好與研究者將上凱道表達對政府插手管制燒金燒香之不滿,內政部則發表聲明回應社群媒體。2.本文屬於時事評論,作者個人意見不代表PanSci社群及其他作者立場。

不管政府要管制燒香燒金這件事是不是真的,或是你認為是不是對的,有人要為此上街頭抗議,都讓我驚訝且高興台灣人科學素養之高。

我為什麼會認為宮廟人士為此而上街頭抗議是件有科學素養的事情呢?這就要從哈拉瑞,這位當紅以色列歷史學家開始談起。

哈拉瑞(Yuval Noah Harari)是耶路撒冷希伯來大學的教授,你可能也知道他的兩本全球暢銷書《人類大歷史 Sapiens: A Brief History of Humankind》與《人類大命運 Homo Deus: A Brief History of Tomorrow》,他在兩本書中以極具啟發性的方式解釋了諸多關鍵課題,包括力量與想像、科學與宗教、生態、金錢與政治、未來、還有快樂。

我先說明一下,在我的定義中,「科學素養」包括科學知識與科學思維兩個層次,而又以科學思維更為重要。畢竟知識無比浩瀚,加上現在人隨時都能透過連網獲得,科學知識的儲備量越高不一定越好,但科學思維則是理解與詮釋科學知識的必要條件,無法依靠外部支援,得自己習得。單有科學知識而無科學思維,很容易成為偽科學的支持者。而擁有科學思維的人,絕大多數都是人文主義的信徒。後頭會解釋,哈拉瑞認為人文主義也是一種宗教,其意思就是相信知識與力量來自於人類自身。

有些人認為科學跟宗教是互斥的,但哈拉瑞不這樣認為。他認為科學跟宗教是最好的夥伴,科學在乎的是力量,而宗教在乎的是秩序。當宗教跟科學攜手,世界因此而不一樣。舉例來說,兩位同一個學科的生物學家,擁有同樣的專業技能,同時申請一個一百萬美元的研究費來支持他們現在的研究計畫。一位教授想研究的是乳牛的某種乳房疾病,這種疾病讓牛乳產量少了 10%,另一位教授想研究的是乳牛在跟小牛分開時,心理層面是否會有創傷。如果能給出的研究經費是有限的,無法同時金援兩個研究,那麼哪個研究該獲得支持呢?

這就是科學無法回答的問題了。反而要由政治、經濟、宗教來提供答案。在現代的世界,研究乳房疾病的計畫大概比較有機會拿到錢,並不是因為乳房疾病比牛的心理疾患來得有趣,而是因為乳品產業能夠從這研究獲益,這對政治跟經濟有幫助,比關注動物權益者的遊說力量大多了。但如果今天這情形是發生在認為牛隻是神聖的印度教徒社區,拿到錢的計畫可能就不一樣了。歷史上有許多偉大的科學家,我們通常過度重視科學家的角色在科學發展上的重要性,連科學家自己也是,但是科學計畫通常是很花錢的,如果沒有政府、企業、金主在後面支援,這個科學家根本不可能獲得成績。就算達爾文從來沒有出生,華萊士或其他人也會發展出演化論,但如果沒有人願意出資讓這些科學家去探索世界,一切就不會發生。出資者之所以拿錢出來,是因為他們有「信仰」,而根基於這信仰,他們認為讓科學家跟探險家去探索,可以讓他們獲得利益。

以上述案例來說,哈拉瑞所指的宗教不只是西方習慣的一神教或多神教;這些宗教認為神具有巨大甚至絕對的威能。另外也包括泛靈信仰、或是不視神為無上威能,而是在自然中與人一樣演替的佛教跟道教等等。對佛教頗有研究的哈拉瑞認為,佛教在乎的是人該如何離苦得樂,超脫輪迴,這些只能靠自己,神魔都幫不上忙,也影響不了。而除了這些你我直接可以理解為宗教的宗教之外,哈拉瑞認為人文主義(包括自由人文主義、社會人文主義、以及演化人文主義),還有我們正在進入的科技人文主義與數據主義都屬於宗教。這些都是知識的來源,而知識就是力量,順序上來說,一開始人的經濟型態為狩獵、採集、遊牧,於是人直接與四處環繞的靈溝通,來理解世界,後來農業經濟出現了,為了有效持續產出,管理土地及收穫資源,宗教中開始出現統一至高的神,以及其代理人,否定了萬物皆有靈,以及一般人可以直接與神靈溝通這件事,成功地壟斷詮釋的權力。後來人文主義出現,人們認為自問自答,就可以在內心找到一切的答案,於是否定了神。數據主義則是將人切得細碎,從各種資料跟演算法挖掘出更多知識,於是又否定了人的不可分割的價值。(若你沒空看書,可以看 Gene 大的書介)

左側為一幅關於宗教演進的漫畫,右側為我補充的未來可能性。

從我的角度來看,這次的爭議極為有趣,正巧可以哈拉瑞的說法來討論。我們可以在爭議中看見多種宗教之間的互相拉扯競逐,以及融合,包括本土化的佛道教與泛靈的民俗信仰,人文主義、與初級的數據主義。

  1. 對泛靈民俗信仰來說,佛道教的本土化過程就像殖民,但如今已融為一體。而在融合的過程中也發展出在人文主義上獨特的文化場景、生活慣習、與政治黨派的勢力互援。
  2. 然而人文主義就是對神的否定,對人自身的崇拜。在與人文主義的產物(政黨勢力)交易的過程中,本土佛道教/民俗信仰漸漸喪失存在的合理性,被人文主義鯨吞蠶食。
  3. 如今人文主義以及數據主義的信仰者聯手,要以其所信仰的「開放透明」、「法治規約」、「環保健康」等價值來挑戰本土佛道教/民俗信仰,於是便出現了這番局面。pm 2.5 的排放量監測、重金屬跟對健康有害氣體的數據、宗教法人的財務數據透明化…撞上了宮廟在現代的掙扎。
  4. 但事實上,本土佛道教/民俗信仰這方的支持者,其實也不都是這些價值的真正信徒。其中包括了許多人文主義者,例如我很喜歡的,持續從知識角度討論民俗宗教的民俗亂彈,他們這次也大力支持上街頭。由於長期生活在宗教民俗中,對其文化展演跟文本有所認同,他們在乎的是保留這種文化展演的自主權利,而且選擇以走上街頭跟訴諸社群媒體等方式來獲得支持跟展現力量,而這正是自由人文主義者會做的事。如果我是一個全然的虔誠信眾、且認為燒香燒金是有意義,得藉此買通天地鬼神並與之溝通的人,我根本不會上街頭,我相信神靈會直接懲罰該罰的人,我只要在家裡或廟裡燒燒香,跟神報告一下就好了。

當然,有朋友說這次上街頭不是「抗議」,而是傳達神的想法。但我認為,是否要稱作抗議,只是名詞選擇,反正都是政治實力展現,從古至今,宗教都被用來掩飾政治行動。但別誤會,宗教信仰中的文化民俗我是很尊重的,也非常欣賞,就像我也很尊重以及熱愛ACG Cosplay 的狂熱者一樣,他們對我來說都是對某種精緻文本高度投入下進行的角色扮演。都值得重視,但沒有高下。如果今天政府要管制 ACG Cosplay,我也會上街頭抗議。

信仰、喜歡與習慣,儘管這三者我都尊重,但對我來說這三者是不同的,必須分開討論。從我的角度以及我對哈拉瑞的詮釋來看,這次響應號召上街頭的人們應該屬於自由人文主義者,他們透過網路串聯、透過記者會、透過邀請政治勢力……這些行為都來自於他們內心自己的判斷,而不是神意。人文主義就是否定神的另一種宗教。

對我來說,如果大家是為了文化資產保存而上凱道,蠻合理。但這就跟本土化佛道信仰無關了,而是在信仰人文主義的前提下進行的。如果像有些人批評這場活動是為了保住實質的資產控制權(也就是不希望宗教法要求財務透明公開),我也覺得很合理啊,絕大多數現代人都在乎錢,但那跟神也無關,並非神靈要求不要修改宗教法,而是信仰人文主義者的正常表現。

所以,政治制度的選擇就是一種信仰。若把宗教的位階放在國家之下,那對我來說就只是文化跟角色扮演,是不足以稱之為虔誠信仰的。現代保障宗教自由的還是民主政體與其賴以為基礎的人文主義,這就直接定義了知識/力量的來源高下。如果有一個人相信有超出俗世的知識與力量來源,而他可以與之溝通或用某種方式獲得時,他卻反過來還繼續依賴俗世的政治管道,來替這超出俗世的力量來源爭取權益,不是很奇怪嗎?

圖片取自眾神上凱道,史上最大科粉絲頁

簡而言之,我認為上凱道這種行為是透過合理的民主政治手段對政府施加壓力,我支持民主政治下民眾上街頭抗議的權利。這是我的「信仰」,我對人文主義的信仰,在這個層次上,我跟準備上街頭的人們有共同的信仰。在宗教習俗演練過程中,包括我在內的許多台灣人都習慣了這些宗教儀式,內化成文化的一部分,有些人甚至喜歡上了,我就是屬於這樣的人,但我不會說我是信仰本土化的佛道教與民俗的信眾。

哈拉瑞認為,要調動人類集體協作的力量,需要透過「想像出的故事」,這是人類與其他所有動物最大的差異處,那就是我們能夠編造以及能夠相信實際上並不存在的故事,例如神、宗教、國家、人權、公司、金錢…等等。

在台灣,憲法保障人民的宗教自由,但憲法是什麼呢?不就是一堆字嗎?這部憲法之所以可以保障我們的權益,是因為我們集體相信這件事,就像古埃及的人集體相信法老是神、相信有來世,所以就蓋出了金字塔,古中國的人集體相信天子是天子、是龍,所以就蓋出了長城。此刻對岸的中國以及全世界大部分的國家都不相信中華民國這部憲法,所以這部憲法對他們就毫無意義。當人們不再相信了,憲法就跟宗教一樣毫無意義,就像多年前一個人可以宣布戒嚴,也可以宣布解嚴,人們的生活因為他的幾個字而改變。

哈拉瑞指出,道教佛教基督教猶太教伊斯蘭教錫克教等宗教,以及人文主義、數據主義,都是同等的,都是因為人們的信仰而存在。在我的理解中,當一個人相信的是一般的宗教時,那他相信的是超越俗世的,但當人相信人文主義、數據主義時,他相信的是俗世的,而這就是互斥的,這也就是為何人文主義否定傳統宗教,而數據主義又否定了人。任何有信仰的人,相信的應該是神的指示跟啟示,而不是幾個一般人寫出來的憲法。有宗教信仰者可以尊重憲法,但對他來說憲法或任何人定的法律都是低於神(或靈)的。

假設真有神靈,那麼當神靈決定自己只有在宮廟中或小地方擁有能力跟說話權,而不願意插手國家政策,直接讓政治人物改變心意時,就代表祂知道人的能力超過神,那神靈就該預料到其權力基礎會持續流失。在信奉本土化佛道教的前提下,神靈應不應該插手國家政策,應該由祂們自己來決定,但既然並沒有任何神靈插手的證據,那就可以假設祂們決定承擔這後果。一個相信神靈的人,應該要尊重神靈的決定。而如果要抗議,那前提應該就是抗議者並不相信神靈,而是為了自己而上街頭。

我身邊的人都拿香拜神,包括我最好的創業夥伴、我的父母、我的妻子…但我認為民俗沒有自絕於其他討論脈絡的權利,就如同中國不能總是以中國國情來作為不接受對其人權問題批評的理由。護家盟也不能以自己的信仰來合理化對同性婚姻的歧視。

從泛靈/多神/一神宗教到人文主義/數據主義,這中間有一個很大的鴻溝,那就是知識與力量的來源從神靈與超自然轉換到人類自己,也就是現在許多的人相信人類就是世界上最強的力量來源,所以我們開始破壞環境、大規模養殖其他生物並且殺害、不斷以我們想要的方式來打造社會制度,絕大多數的時候,中間並沒有神的介入。以現代人類對地球的破壞來看,跨過這個鴻溝不一定是好事,但如今我們不太可能再跳回去,只能用新的方式來解決人類新的信仰造成的巨大問題。

原始部落屬於一個集體承認靈(與超自然力量)為有效知識與力量來源的狀態,他們會因此有各種祭儀,這時候部落的社會性並不受到像現在這樣的國家政策的影響,不然就是國家得聲稱自己是神或超自然力量的代言人或化身,才能讓整個制度有正當性。但我們早已離開那個年代很久,我不認為台灣有這種條件來創造傳統信仰特區。

一個無政府主義者跟一個共產主義者,一個自由主義者,他們都信仰一樣的東西(人文主義),那就是知識與力量來自於人類自己。打個比方,這像是一個人相信媽祖,他的隔壁鄰居比較信玄天上帝,但他們都信神靈,認為神跟超自然力量是知識與力量的來源。一個無政府主義者去報稅,就像一個信媽祖的人到玄天上帝廟去上炷香,可能會有點憋扭,可能不快樂,但沒有根本性的信仰衝突。

再舉例來說,社會人文主義者認為「人類應該用更公平的方式設計社會」,因為她認為人類有辦法做這件事,而不是要交給神來做這件事,他跟他所不認同的那個信奉自由人文主義的主流社會,都認為人類是最大的知識與力量來源。所以他可以在現代社會中去努力做到這件事,透過社會倡議、選舉、抗爭等各種方式,說服更多的人類支持他。如果他這麼做,那我認為他的信念並不假。我認為對知識與力量來源的信任是根本性的。例如無政府主義者是先相信知識與力量來自於人類自己,然後選擇用自由個體集體互助的方式來生活。對社會人文主義者來說,他也是先相信知識與力量來自於人類自己,然後選擇合理分配利益的方式。

我想說的也很單純:我非常尊重有傳統宗教信仰的人,我只是高度懷疑絕大多數說自己有信仰的人可能是自己搞錯了。他們可能只是習慣或喜愛跟宗教有關的文化跟生活方式,但他們真正相信的宗教,其實跟我一樣,是人文主義,是重視科學思維的,而這是我所樂見的,雖然有少部分討論流於「神明會懲罰這些政客!」跟「看看這些迷信盲從的人!」這種二元對立,但我認為不用太過在意。當我看見雙方都是從環保健康、文化資產保存、社區營造、自主管理與財務數據等人文主義價值出發來討論時,我覺得其實是很可喜可賀的。

要承認的是:因為我沒有傳統的宗教信仰,也不是宗教研究者,對諸多宗教跟民俗內涵並不夠清楚,我只能從我狹隘的邏輯來推論。本文沒有要討戰的意思,但很歡迎討論跟指教。

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如何走 B 型肝炎治療的最後一哩路–楊懷壹專訪

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B 型肝炎研究

B 型肝炎是東亞的高致死率流行病,至今台灣仍有 250 萬名帶原者處在肝癌陰影下。中研院基因體研究中心楊懷壹副研究員,投入研究肝炎病毒 20 年,協助建構「肝癌風險計算器」。現在,他與團隊的最新發現,已接近治癒 B 型肝炎的最後一哩路。

自 1996 年加入陳建仁院士的團隊,楊懷壹進入台灣 7 個鄉鎮,徵求 2 萬 4 千名受試者提供檢體,長期追蹤研究 B 型及 C 型肝炎病毒慢性肝炎病患。並建立了肝炎病患罹患肝癌的風險預測評估,改善患者處境、降低國家醫療支出及社會負擔。團隊同時於國際醫學期刊發表了逾 80 篇重要論文,為全球肝炎醫療研究提供重要資訊基礎。

亞太地區隱形死神:B 型肝炎

面對 B 型肝炎,台灣可以算是國際的模範生。

B 型肝炎病毒(Hepatitis B Virus, HBV)是一種 DNA 病毒,其傳染途徑有二。第一種為母子分娩的傳染:由病毒抗原陽性母親(特別是 e 抗原陽性母親),於生產時經由血液、羊水、陰道分泌物傳染給新生兒。第二種則是水平傳染:病毒透過感染者的血液或血液製劑,經由皮膚黏膜傷口而傳染。

台灣是 B 型肝炎的高盛行地區,在全面接種疫苗前,居民帶原率約在 15~20% ,目前約有 250 萬名帶原者(病毒表面抗原持續超過 6 個月)。 1984 年台灣開始對 B 型肝炎表面抗原(HBsAg)陽性孕婦所生的嬰兒施打 B 型肝炎疫苗,1986 年開始為新生兒全面接種。此後,六歲兒童 B 型肝炎帶原率由 1989 年 10.5% 顯著下降至 2007 年 0.8% 。

雖然 B 型肝炎疫苗已問世,目前全球仍約有三分之一人口(約 20 億人)曾經感染 B 肝病毒,其中 3 億 5 千萬人成為帶原者。圖/iStock

B 肝病毒以亞太地區流行率特別高,其感染人口為 2 億 5 千萬人,約佔全球帶原者總數 3/4 。 25%~40% 的 B 型肝炎帶原者會進展為肝硬化、肝癌等末期肝臟疾病,導致患者死亡。

楊懷壹認為, B 型肝炎可說是屬於東亞的流行病,是在地特有的健康問題。面對這樣的問題,加以專注研究,反而可以在解決 B 型肝炎問題的方法上成為世界的領先者。現在許多西方國家在處理 B 型肝炎問題時,都要向台灣的研究者取經。而楊懷壹參與建構的「肝癌風險計算器」,以及團隊即將發表的「 PD-1 預測 B 型肝炎功能性治癒 」就是奠基於長期研究的重要成果。

科學算命:肝癌風險計算器

肝癌風險計算器可以將「相對」的危險性,轉換成「絕對」的風險估計。

台灣未接種 B 肝疫苗的世代已超過三十歲,是否會發展成肝硬化或肝癌,讓許多患者有芒刺在背般的憂慮。而醫療資源應該如何分配給不同處境、病況的患者們,也是重要的公共議題。

楊懷壹在 20 年前開始參與的大規模長期研究在此時發揮效果,他與團隊利用當時陳建仁院士所領導的長期追蹤世代 (REVEAL study cohort) ,研究三芝、竹東、朴子、高樹、馬公、白沙及湖西等 7 個鄉鎮的 B 肝患者病況發展,歸納出 B 型肝炎進展的重要危險因子,成為預測 B 型肝炎慢性患者 5 年及 10 年內肝癌發生機率的風險計算器。

權重計算各種風險因子的「肝癌風險計算器」,自 2010 年開始,協助許多臨床醫師及患者判斷病況及治療。圖片來源/楊懷壹提供 圖/張語辰

楊懷壹針對肝癌危險因子如:性別、年齡、肝癌家族史、酗酒習慣、肝功能指標、 B 型肝炎病毒 e 抗原、 B 型肝炎病毒量以及病毒基因型等臨床指標進行大量樣本統計迴歸,得到各自權重,建構出肝癌風險計算器。

其中以「性別、年齡、肝功能指數、 e 抗原、病毒量」等 5 個指標最為重要,也是現行肝癌風險計算器的構成因子。

「在這些危險因子中,HBV DNA 檢測是最昂貴的,一次就要 2000 元以上,在社區中難以被接受。我們發現可以用表面抗原 HBsAg 「定量」檢測來取代,成本只要 200 元,希望能讓更多人得知自己的肝癌風險」楊懷壹說。現在肝癌風險計算器更已推出 app,讓智慧型手機使用者能夠自行檢測。

運用肝癌風險計算器開發之 App,可讓帶原者定期自我檢測並加以提醒。圖/健康 B 記本 App

最後一哩路的起點:PD-1 應用於慢性 B 肝

透過 PD-1 相關研究,我們或許找到治癒 B 型肝炎最後一哩路的入口。

談到最新的研究成果,楊懷壹的語氣相當興奮。

計畫性死亡-1(Programmed Death-1)蛋白簡稱 PD-1,出現在 T 細胞表面,在免疫系統中具有負向調控(Negative regulation)功能 ,可以抑制 T 細胞活化及增生。楊懷壹說:「 PD-1 可以算是免疫系統的煞車因子。」

PD-1 有二種已知的配體(Ligands): PD-L1 和 PD-L2 。當非淋巴細胞(如肝臟細胞或腫瘤細胞)在其表面表現 PD-L1 蛋白,並與 T 細胞表面的 PD-1 蛋白接觸並發生反應,此 T 細胞便會凋亡,失去免疫功能。

如此機制原本可以保護人體組織免於過度發炎,但也受到狡猾的 B 肝病毒利用,長期下來導致 B 肝病毒相關的免疫系統疲乏(T cell exhaustion),無力消滅肝炎病毒。也因為如此, B 肝病患自動痊癒(指血清中表面抗原消失)的機率相當低;即使以目前的抗病毒藥物治療,也難以提升治癒率。

目前的臨床抗病毒療法雖然能避免肝炎發展成癌症,但也無法清除病毒。患者必須不斷服藥,依靠外力對抗病毒,若是停藥則有嚴重風險。

(左)HBV 感染細胞可透過表面的 PD-L1 連結 T 細胞表面的 PD-1,抑制 T 細胞。(右)透過 PD-1 抗體及 PDL-1 抗體阻斷連結, T 細胞可以保持活化,發揮免疫功能。資料來源/smartpatients 圖/林任遠、張語辰

楊懷壹眼神發亮地說:「經過反覆地實驗分析,我們發現了血液中可溶性 PD-1 濃度可以準確地預測 B 肝病患是否自動痊癒轉變為非帶原者;血液中可溶性 PD-1 濃度低的 B肝病患有非常高的比例可以發展出對抗 B 肝病毒的免疫力而自動痊癒!」

未來的臨床試驗,將可測試以抗體將 PD-1 及 PD-L1 的結合阻斷。肝炎病毒無法破壞 T 細胞,那麼患者的免疫系統就可以維持活化,自行消滅肝臟中的肝炎病毒,並有助產生抗體。 PD-1 抗體免疫療法的發展,讓所有 B 肝帶原者不僅免於擔憂肝癌,更可以保持清除病毒、最終停藥的希望。

這樣的成果看來令人興奮,但實際上是建立在許多嘗試與挫折之上。對於楊懷壹而言,研究的過程就是建立假說,再不斷挑戰自己的假說。瓶頸是一定會出現的。而負責分析資料的團隊成員潘美虹表示:「遇到瓶頸,就要先喝下午茶,讓心情恢復一下再回來嘗試。」

流行病學:解決社會的健康問題

流行病學不同於一般生醫研究,是與社會、與人相關的,流行病學家必須要走入社區。

這是楊懷壹對流行病學研究的想像與實踐。20 年前剛退伍,就加入陳建仁院士的團隊擔任研究助理,在週末前往各鄉鎮進行社區世代研究個案的追蹤訪視。在數位資訊不普及的時代,社區世代一開始的工作是前往戶政事務所,抄寫所有 30~65 歲居民的聯絡方式,寄信徵求同意。 9 萬名收件者中僅有 2 萬 4 千人願意參與研究。

楊懷壹回憶,當時幾乎每個週末都和台大肝膽腸胃科的醫師們合作,下鄉為研究個案進行超音波檢測,再熬夜整理資料與處理檢體。「很感謝陳建仁老師留下這麼珍貴的研究材料,即使是數萬名受試者交付的檢體,我們也非常謹慎小心地使用,每 10c.c. 會分裝成三管。不過至今歷經了許多血清生物標記的檢測, B型肝炎和 C型肝炎慢性感染研究個案的 1991 至 1992 年收集的基線檢體也幾乎消耗殆盡了。」

在小金門服役時,楊懷壹逐漸確立了自己對流行病學的志趣,進入田野工作所得的觀察,更立體化了他的研究動機。至今仍記得某些受試者,他說,有些人急著想檢測,會打電話來催促研究團隊安排追蹤檢測;有些個案身體惡化的程度則讓人於心不忍。「當時多數人只能宿命性地接受自己得到 B 肝,大多態度消極,實際上也無路可走。有些人會絕望地問『多吃青菜有用嗎?』那當然是沒什麼太大幫助的,當時也沒有抗病毒藥物。」

過往走入社區的經歷讓楊懷壹體悟,自己長期對肝炎的研究「不僅是探索知識而已,同時也為很多人改善切身的問題。」圖/張語辰

楊懷壹分享,有志投入流行病學研究的年輕人們,可以多加探討所在社會各層面的健康問題。反過來說,對於社會、群體健康有好奇心、研究志向的人,也是流行病學界最歡迎的。

至今已擔任多年教職,楊懷壹覺得擔任教師與研究員的最大差別,在於對象。

「面對大學生和面對博士班以上的研究團隊成員,我要扮演不同的角色。」對大學生和研究生,教師最重要的任務是引起他們的興趣和注意力。楊懷壹笑說:「剛開始幾乎每週都熬夜做教材,我寧可一開始先辛苦,也不要上台念乾稿、讓課程很無趣,對自己和學生都不好。」

至於研究團隊,則是楊懷壹一起探索新的知識、研究方法的重要夥伴。在團隊成員胡惠涵的籌辦下,連續三年舉辦基因體流行病學研習營,邀請技術最前沿的美國專家,與學員們分享技術與經驗,希望能夠促進更多有志者一起在流行病學的研究之路上,找到「解決問題」的方法。


延伸閱讀

  • 楊懷壹的個人網頁
  • 2013 中研院 open house 科普演講 – 預測慢性 B 型肝炎患者罹患肝癌的風險
  • 衛福部疾病管制署,1998。《台灣B型肝炎疫苗史》
  • 林志陵,高嘉宏,2008。 〈肝癌的流行病學〉,《中華民國癌症醫學會雜誌》 24(5), 277-281.
  • Jin, H. T., Ahmed, R., & Okazaki, T. (2010). Role of PD-1 in regulating T-cell immunity. In Negative Co-Receptors and Ligands (pp. 17-37). Springer Berlin Heidelberg.
  • YANG, H., LEE, M. H., & CHEN, C. J. (2011). Prediction of hepatocellular carcinoma risk in chronic hepatitis B and C: review of findings in REVEAL-HBV/HCV study. Journal of Clinical Hepatology, 4, 010.
  • Topalian, S. L., Hodi, F. S., Brahmer, J. R., Gettinger, S. N., Smith, D. C., McDermott, D. F., … & Leming, P. D. (2012). Safety, activity, and immune correlates of anti–PD-1 antibody in cancer. New England Journal of Medicine, 366(26), 2443-2454.

採訪編輯|林任遠 美術編緝|張語辰

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再生機制的研究:有可能像金鋼狼或沙威瑪一樣不斷「再生」嗎?

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為什麼研究「再生」

組織與器官如何啟動再生機制,至今人們仍然不了解。例如,當切斷蠑螈的手臂和手指,不同部位再生所費時間竟然相同,但為什麼?在中研院細胞與個體生物所,陳振輝團隊利用經由基因突變篩檢出來、失去再生能力的斑馬魚,來了解再生過程的分子機制,期待未來能幫助再生醫學的發展。

希臘神話九頭蛇的再生能力:砍了一個我,還有千千萬萬個我。圖/iStock

在古代,希臘神話中的怪物九頭蛇,危害沼澤附近的生物,當與海格力斯大戰時,九頭蛇被砍斷頭顱後還可以不斷再生。在現代,X 戰警電影中的金鋼狼,也具有驚人的再生能力,傷口可以在短短幾秒內恢復。從這兩個故事看來,人類從古至今對於再生能力是既感恐懼又羨慕。

再生並非只存在傳說中,自然界也有奇蹟存在。例如,蠑螈雖然是低等的脊椎動物,但可以從被截斷的手臂切面,長出神經、骨頭、血管與肌肉,再生出完好的手臂。而斑馬魚和渦蟲,也都具有很強的再生能力。

蠑螈需花費 30~60 天才能再生一隻完好的手,不像金鋼狼那麼誇張,可以瞬間再生,但若能了解哪些關鍵會觸發再生機制,也許有一天人類也可以再生。

「所有人都對再生有興趣,並不是科學界才對再生研究感興趣!」在陳振輝的實驗室,正透過科學化的方法,以斑馬魚為研究對象,探索傷口修復和複雜組織再生過程中,細胞們如何運作。

找找看,能發現失去再生能力的基因突變斑馬魚嗎?被截斷的尾鰭是個指引。圖/張語辰

透過「斑馬魚」畫出「再生藍圖」

人類的肢幹受傷斷裂,傷口癒合後就形成斷肢,無法再生。但若是截斷斑馬魚尾鰭、用強光破壞視網膜、用細針攪爛一側的大腦,甚至剪斷脊椎這種極端方式,斑馬魚都可以完整再生這些複雜組織。

在脊椎再生的模式中,斑馬魚一開始會因缺乏神經連結而無法再游動,並躺在水缸底兩個禮拜,但待神經重新連結、表皮癒合後,斑馬魚又再次成為一尾活龍、游來游去。(註一)

陳振輝團隊試著想回答兩個問題:再生如何發生?再生機制為何會發生?

再生機制,涵蓋「表皮細胞、骨頭細胞、神經細胞、血管細胞」等運作,就像蓋一棟房子,需要不同材料、不同步驟進行。例如,殘肢上的細胞要移動、增生、分化產生新組織,同時也要跟舊組織溝通、整合,來讓新生的手臂具有正確的大小、形狀和功能。

陳振輝透過 Skinbow 這種多顏色細胞標誌技術,以不同顏色標記斑馬魚體內不同的細胞,觀察再生過程中細胞如何移動、如何分工合作,藉以建立一個三維空間裡,各式細胞如何互動、建構複雜組織的工程藍圖,並運用這個藍圖看看能否移轉到其他生物上實現,也蓋出名叫「再生」的房子。

經過 Skinbow 處理的斑馬魚鱗片,不同細胞被標記不同顏色,在顯微鏡下觀察如同冰淇淋甜筒上的七彩糖珠。圖/Chen et al., (2016). Multicolor cell barcoding technology for long-term surveillance of epithelial regeneration in zebrafish. Developmental Cell 36 (6), 668-680.

Skinbow:研究再生的繽紛驚喜

環顧陳振輝實驗室中色彩繽紛的照片,彷彿藝廊展覽。照片中所採用的 Skinbow 多顏色細胞標誌技術,點子來自於陳振輝在美國杜克大學醫學院的細胞生物學實驗室中,看到同事 Vikas Gupta 成功運用 Brainbow 多顏色細胞標誌技術,觀察斑馬魚心臟的發育與再生過程。(註二)

Brainbow 由 Joan Livet 於 2007 年時建立,當初是為了觀察老鼠的大腦神經(註三),其基本原理是利用基因重組的方式,隨機將紅綠藍三原色的螢光蛋白在個別細胞表現不同的數量,如此一來便能產生上百種顏色,標誌每一顆細胞,並且觀察每顆細胞的運作狀態。

結合「大腦」的實驗及「彩虹」般的色彩表現,這個以多種顏色標誌細胞的技術便稱為 Brainbow。

而陳振輝團隊轉化此技術,運用於觀察斑馬魚的「表皮細胞」於再生時的運作情況,並另名為 Skinbow ,經過多次嘗試,Skinbow 可用來標誌斑馬魚成魚的尾鰭、鱗片、眼球、甚至整隻仔魚的表皮細胞。

Skinbow:將紅、綠、藍(光的三原色)螢光蛋白標誌疊合之後,可以產生上百種不同顏色來標誌不同的表皮細胞,讓同個細胞在組織再生的過程中,能被長時間追蹤觀察。圖/張語辰

在 Skinbow 多顏色細胞標誌下,可以觀察斑馬魚的表皮細胞,在面對不同的傷害情況下,如何集體反應、合作、再生,以恢復原來的組織構造。

例如,若想了解截斷斑馬魚的尾鰭後,細胞的移動方式是「沿著截斷面長出新細胞」,或是「舊組織的細胞會往截斷面移動」?透過 Skinbow 可以清楚看見,舊組織的表皮細胞會先移動到截斷面要增生的部份,然後才在原本的舊組織長出新的表皮細胞。

透過 Skinbow 看到斑馬魚被截斷的尾鰭上,「舊」組織的表皮細胞(以綠點為例),會往截斷處移動、修補,而非立即從截斷處長出「新」細胞。 資料來源透過 Skinbow 看到斑馬魚被截斷的尾鰭上,「舊」組織的表皮細胞(以綠點為例),會往截斷處移動、修補,而非立即從截斷處長出「新」細胞。 資料來源/陳振輝提供; 圖/王怡蓁、張語辰

為何是斑馬魚?蠑螈不行嗎?

陳振輝表示,斑馬魚作為模式生物已經有二十多年的歷史,科學家主要利用魚胚胎來研究脊椎動物的發育過程,累積了足夠的遺傳學基礎和研究方法。

另一個主要的原因是斑馬魚在高倍顯微鏡下較易觀察,光是在顯微鏡下觀察尾鰭再生的過程就要持續二十天,但蠑螈太大隻非常不容易辦到,因此容易麻醉方便長時間觀察也是考量因素之一。而生長週期也是關鍵,蠑螈的成長過程需要數年,斑馬魚只要三個月。

斑馬魚的體型小且扁平,麻醉後易於透過顯微鏡長時間觀察。 圖/張語辰

在中研院細胞與個體生物學研究所地下室一樓,有著一間斑馬魚養殖場,一箱箱疊在一起的斑馬魚水族箱,不斷冒著泡泡,水族箱上頭仔細貼著說明標籤。

陳振輝指著尾鰭明顯少掉四分之一(黃圈處)的斑馬魚說:「這隻是尾鰭截斷之後,無法再生的魚。」圖/張語辰

我們將斑馬魚泡在誘發基因突變的藥水中,觀察哪隻斑馬魚在截斷尾鰭後變得「不會再生」,去找出是哪個基因出問題,這可能就是觸發再生的關鍵。

「目前實驗室已經在突變魚身上找到一些基因對於再生是重要的,而這樣尋找的過程平均要花上一年半到兩年的時間。」陳振輝說,充滿著耐心。

如何將斑馬魚的再生,應用到人類身上?

陳振輝認為,再生機制的研究要植基於這些「很會再生」的「模式生物」,如果沒有利用這些生物,將很難建立複雜組織再生的模型。

而基礎研究所得到的結果,可以進一步在老鼠模式上面驗證,例如利用斑馬魚的再生機制去調控實驗老鼠的再生能力。(註四)

為什麼人類具有跟斑馬魚一樣的再生基因,卻無法再生?這關乎基因調控的狀況。

再生機制牽涉到兩個層面,第一是人類缺乏斑馬魚具有的特定再生基因;第二,則是基因調控的狀況。

例如,斑馬魚的基因 A 在受傷後會被活化,但人的基因 A 卻不會被活化,因此人類無法再生,這可能牽涉到基因的上游 DNA 序列的調控,而這會影響負責再生的基因表現。

至於其他魚類是否也具有再生能力?陳振輝表示許多硬骨魚類都具有。生物的再生能力,對繁衍沒有直接影響,像人類無法進行斷肢再生,卻不影響其繁殖與其在地球的地位,因此再生能力在演化的過程可能會獲得或失去。像是並非所有渦蟲及蠑螈都會再生,部分譜系的渦蟲及蠑螈在演化過程中,也失去了再生能力。

人類敬畏又渴望再生的能力,但在演化過程中,大自然選擇性地讓部分物種保留再生的特權。陳振輝播放著已看過無數次的蠑螈再生斷肢的影片,驚嘆地說:「再看幾次還是會覺得這些動物怎麼這麼神奇,讓人不斷地想了解為什麼牠們可以這樣呢?」


延伸閱讀

註釋

  • 註一:Mokalled et al., 2016, Science 354: 630-634.
  • 註二:Gupta et al., 2012, Nature 484: 479-484.
  • 註三:Livet et al., 2007, Nature 450: 56-62.
  • 註四:Kang et al., 2016, Nature 532: 201-206.
  • CH Chen, A Puliafito, BD Cox, L Primo, Y Fang, S Di Talia, KD Poss. (2016). Multicolor cell barcoding technology for long-term surveillance of epithelial regeneration in zebrafish. Developmental Cell 36 (6), 668-680.

採訪編輯|王怡蓁   美術編輯|張語辰

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台灣的技職教育,如何在未來工業發展下的就業與創業浪潮中突圍?--《科學月刊》

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文/蔡孟利|宜蘭大學生物機電工程學系特聘教授。

臺灣的技職教育,特別是與工業相關的高等技職教育,在過去20 年的改制浪潮中,有著結構上根本的變化。原本所強調與產業結合的實作精神,在競逐升格、競逐學生、競逐排名與競逐經費的雜務中逐漸消磨。

圖/Pixabay

技職教育的危機

首先,最直接也是最嚴重的,是五專學制大幅的萎縮。目前僅剩的五專院校,大都僅是醫護相關類別的專校,而與工業技術相關的五專體系,包括與其銜接的二技學制,則幾乎被瓦解殆盡。但工業相關產業的發展,一方面需要仰賴高階人才的研發創新,另一方面也需要中階技術人員搭配基層工作人員於生產線的努力,才能保證產能與品質。

這個產能與品質的維持,所需人才的最佳來源就是五專學制的學生。目前臺灣這個中階技術人才養成管道幾乎已告罄盡,人才斷層效應在最近幾年明顯浮現,直接衝擊產業的技術維持。

另一個也逐漸在惡化中的問題是:大學內有能力指導實作的師資凋零。在20 年來五專轉型技術學院、技術學院轉型科技大學的轉型遊戲中,科大不少實作課程被理論課程取代,教師升等評斷的依據也開始與一般大學無異,過度注重論文或是新穎專利的發表。原有的實務教學人才沒有晉升管道、新進師資也都偏向論文發表為重的學術型人才,因此在實作課程的教學上,進入了師資缺乏、品質不佳的惡性循環。

當然這些問題的產生,不能光只追究教育體系的責任。臺灣的產業界,特別是製造業 20 年來受到國際大環境的影響,特別是往中國西進的磁吸效應,讓臺灣技術人才之就業市場的多樣性與需求量萎縮,造成了廣泛的就業困難;而政府在臺灣產業亟需轉型之際,並未有整體工業均衡發展之考量,在資源的投注上,常偏向某些特殊的明星產業,無法有效的導引各種基礎民生工業的新發展。這些由就業、創業困難所造成的經濟停滯,也間接造成了教育方向的偏差對應。

技職教育的變革

七年之病,求三年之艾尚不可醫,更何況臺灣的技職教育已漸病了20 年,而且是環境劇變的20 年。今年的張昭鼎紀念研討會,討論的主題就是聚焦在未來工業發展下的就業與創業浪潮中,臺灣的技職教育要如何進行變革以因應。

跟教育體制有關的變革,有權力也有能力的要角,還是教育部。在研討會中由教育部技職司司長所帶來的訊息,看到了官方對於技職再造的努力。雖然目前多為原則性的宣示,尚未清楚的呈現其細節作法,但總是有了開頭。教育體制的改革需要立法的配合,也需要政府其他行政體系的長期支援,這都不是一蹴可幾的事情。因此在學校端的教育現場必須要有靈活的應變措施,才能機動的應付變遷越來越快的環境。

此次研討會中,不管是臺北科技大學的跨域共學之創新嘗試,或是雲林科技大學於未來學院的實踐規劃,都顯示了技職教育工作者對於工業發展趨勢的共同觀察,那就是不只在技術上要專才,也還要是對情勢發展具有宏觀視野的通才。而宜蘭大學生物機電工程學系以競賽磨練實作、磨練團隊、磨練人格教育上的努力,則是對現代工程實作教育做了一個整體性的示範。

技職教育的基本目的就是為了學生畢業後能與職場立即接軌,因此臺灣現有及未來的產業型態,都會直接衝擊著技職教育的成敗;臺灣的技職教育能否重新茁壯,與臺灣的產業發展是否能再度蓬勃,有著絕對相依相附的關係。因此不管是教育部在體制變革上的努力,或是學校端在教學規劃上的巧思付出,都必須要扣緊未來產業發展的需求。

圖/Pixabay

然而,在工業技術以跳躍狀發展的今日,新的創業型態與新的就業模式會是什麼樣的面貌?而適合臺灣發展的又是什麼樣性質的產業?是持續發展像電子代工業這種可以收納大量就業人口的類別?還是高額資金與高階人才集中的生技產業?抑或是力求創新突圍的個別中小企業?

這些已經是國家整體經濟發展的事務,超過了教育體系單獨能夠影響的範圍。雖然我們很期待國家的官僚與立法體系,能夠周延的進行整體規劃並且有效率的執行,但是依臺灣的政治現況,我們無法太天真的樂觀。不過,也無需太先入為主的悲觀,因為臺灣民間的生命力,仍然可見各種突圍的旺盛企圖心。

技職教育的創新發展

其中一個猶如當年網路時代來臨之前的各種新創風潮,創客的自造者運動,在臺灣正準備展開它的影響。在這次研討會中,我們看到臺北科技大學點子工廠 & 自造工坊的成立,企圖在傳統的藝術教育中加入創客並融合創客的創新努力;超大型跨國企業的微軟,透過 BizSpark 平台,也開始提供臺灣豐富的雲端資源、開源軟體等創業者需要的後勤系統;OpenLab 的臺灣創客之共筆記錄,則有效地提供新加入的創客者豐沛的同好資源;我們也看到內湖高工的家長們,對於新創時代來臨的新體悟,進而影響並支援學校遂行新嘗試的感動。

創新創業也在大膽推進。像是天空科技在兩岸創客市場上的耕耘;學次方這個年輕人的組合,企圖以遊戲開創教育新時代的逐夢努力;在五股創業基地,也示範了一次由創客到創業歷程的翻身床墊;更有堅持以獨立作業的方式,對於技職教育、政策與產業發展持續提出第一手觀察與報導的《技職 3.0》

一場僅有一天時間的研討會,絕對無法對技職教育的發展提出全面與細緻的討論,也無法導出確實可行的結論。但是,在這場研討會中,我們還是可以在每個簡短的演講中、在緊湊的提問與回答中,看到臺灣官方與學校、民間企業與個人,如何在現有困局下突圍的努力。在這個觀察的基礎上,我們希望這次的研討會能引發更多的討論,產官學界都能積極的相互攜手,解決已經燃眉的臺灣技職教育危機。

 

〈本文選自《科學月刊》2017年7月號〉

什麼?!你還不知道《科學月刊》,我們47歲囉!

入不惑之年還是可以當個科青

 

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為了台灣,一直走在最前面的地震預警

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文/吳逸民|台大地質系教授

「強震警報簡訊」為我們爭取了數秒鐘的預警時間,能在地震發生時、震波來襲前搶先知道地震即將來臨,或許大家可能多少知道這樣的簡訊服務逐漸普遍,但你知道這項技術的發展史和背後默默努力的科學家嗎?今天震識邀請了在國內地震預警技術發展扮演重要角色的吳逸民教授,跟我們談談過去的內幕秘辛點滴!

吳逸民教授(投影片中也是)。圖/震識站主潘昌志(阿樹)於 2013 年拍攝

重視地震威脅,地震預警很重要

台灣、日本及墨西哥是最早投入地震預警系統(註 1)的國家,地震頻繁的日本同時擁有先進的高速鐵路,而地震預警的發展也因應而生。至於墨西哥,則是因為墨西哥市就建在乾枯的湖泊上,即使是遠在三百公里外的隱沒帶發生大地震,因為盆地及場址效應,也會放大地震波而造成墨西哥市高樓的損壞,1985 的墨西哥地震就是一個典型的案例。

地震災害總是會提醒著人們,不要輕忽地震威脅,而台灣投入地震預警系統開發的科學動機,自然也是一起顯著的地震。1986 年的花蓮地震發生在外海,對花蓮的住家並沒有造成太大損害,這次地震反而最嚴重的災害卻是在 120 公里外的台北。根據震波的速度推估,具破壞力剪力波(S 波)從這次地震的發震位置傳遞到台北的時間,至少要 30 秒,因此,若在花蓮建立預警系統,就可以對台北提供預警時間。

透過 P 波與 S 波的速率差距,在地震來臨時對各觀測站與民眾進行即時通知。圖/ I, Genppy, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

經濟起飛時,帶著科學一起翱翔吧

有了科學動機,還要有資源投入,到底是什麼樣的契機,讓台灣在二十幾年前就開始發展地震預警系統?1990 年代,台灣正值經濟繁榮,國家建設開始蓬勃發展,中央氣象局便打鐵趁熱成立地震測報中心,當時的局長是蔡清彥教授,地震測報中心的主任是辛在勤博士。

地震測報中心初期在思考該如何推動地震觀測的發展時,那時延聘了鄧大量院士、吳大銘教授、蔡義本教授及李泓鑑博士為顧問。蔡義本教授就建議應該建立強地動的觀測網(註2),因為,當時有許多國家的強地動觀測網都在大地震發生後才建置,大多未能留下大地震的強震紀錄(註3)。蔡局長接受了建議,開啟了台灣大規模的強震觀測史,密集設置強地動觀測站。因此,1999 年 921 集集大地震發生後,台灣便因而得到前所未有的近斷層強震紀錄,這些紀錄對於往後地震科學發展有莫大助益。這些寶貴的科學資源,也是拜當年睿智的決定所賜。

車籠埔斷層造成921地震。圖/經濟部水利署中區水資源局。資料來源:石管中心。

開發的點滴,獨家的記憶

此外,服務於美國地質調查所的李泓鑑博士,當時也建議台灣應該要發展地震預警系統,基於 1986 年的花蓮地震案例,加上當時國際間地震預警處於剛發展的初期,李泓鑑博士認為這領域是台灣有潛力可領先世界的研究項目,於是便開始發展地震預警系統。

當年的地震預警系統主要由加拿大的地震儀器公司負責開發,系統主要接收在花蓮地區十個地震站進行解算,而預警系統的主機分別設在花蓮及台北,這是當年的主(A)計畫。鄧大量院士回來台灣時發現,當年傳輸地震訊號的數據線路(可以想成像網路訊號的概念)仍有一半的頻寬可以使用,建議將共站的強震儀訊號即時傳回,以發展地震預警系統的備案(B)計畫。

服完兵役的我,於 1993 年進入氣象局工作,不久就被指派接手 B 計畫,當時有些資深前輩認為,地震預警不會成功,所以 B 計畫就由我這菜鳥接手。我一直認為戰士是不能選戰場的,所以接手後便孜孜不倦的進行這計畫,與在遠地球另一端李泓鑑博士一起工作、分頭進行。李泓鑑博士心跳是一般人的兩倍速率,是個急躁的人,自稱是 Slave driver,為了解決難題,三天兩頭總有超過一兩小時的國際電話。當年我也曾兩度飛到美國地質調查所與他共事,而他來台灣時,便是由我接待,我還曾帶他到基隆配眼鏡喝啤酒……;李泓鑑博士近年來健康狀況不佳,而我現在也不喝啤酒了,如今回想起往事,不勝唏噓。

九二一報告,效率領先世界

當年公務人員出國多少也有酬庸性質,第一年我出國去與李泓鑑博士工作,第二年要換其他人去時,李泓鑑博士就說,如果要換其他人,那也不用來了!所以第二次還是我出國工作。因為李泓鑑博士的專業指導,原先是備案的 B 計畫反而成功了,由於當年的 A 計畫因為是商業的系統,使用者無法進行修改,儀器業者的地震專業仍有些不足,最後終究被 B 計畫淘汰,然而 A 計畫的細節畢竟已是塵封的往事,如今也毋需多談了。

但 B 計畫是如何成功的呢?首先,利用即時強地動訊號進行有感地震測報,因為是來自強震儀器的訊號,除了可以利用地震波形資訊進行地震定位及計算規模,亦能同時將地動加速度轉成震度。在 1995 年之前,光是發布一個有感地震就要花上約 30 分鐘的時間,運用 B 計畫的技術後,便可縮短在 10 分鐘之內,而在九二一地震發生後,地震報告的訊息約兩分鐘就可以送出,是 B 計畫的成效,也是當時領先世界的效率。

B 計畫的基礎技術由李泓鑑博士提供,當年的計算時效最終仍遇到一個難以突破的瓶頸:為了追求時效,需要用地震初始振動定出規模,但這是一個難以突破的關鍵技術,直到 1998 年提出新的規模計算法,才開始有辦法在 30 秒提供地震解算結果,初探地震預警的先機,藉由預警子網及虛擬子網(註 4),到了 2002 年,已經可以在地震發生後 22 秒提供初步的地震訊息,為當時最佳的地震預警系統,這也是有心插柳的結果,也讓地震預警可進入下一步的應用階段。

虛擬子網示意圖,圖中三角形指的是即時強震測站,虛線為在不同地方發生地震事件時,系統自動搜尋圓半徑約 60 公里的子網範圍,計算範圍中的測站可以增加地震資訊處理的效率。圖中星星為 1999 集集地震的震央位置。圖/截自 Yih-Min Wu, T.-l. T. (2002), A Virtual Subnetwork Approach to Earthquake Early Warning, Bull. Seism. Soc. Am, 92(5), 11

本文轉載自震識:那些你想知道的震事──《台灣發展地震預警的過往雲煙》


註釋

  • 註1:本文所提到的「地震預警」並非預測地震的方法,而是在地震發生時搶快在震波來襲前提供警報的技術,氣象局官方名稱為「強震即時警報」。然在技術發展過程中皆以「預警」來描述,故本文仍使用地震預警一詞。
  • 註2:「強地動觀測網」指的是以強震儀(提供紀錄為「加速度值」)所組成的地震觀測網,而加速度值可以直接換算並對應震度的資訊。
  • 註3:本文中所有「強震儀」、「強震資料」都是指記錄地震動加速度值的儀器與紀錄,都是因應工程與震度等需求而生的。
  • 註4:「子網」的概念是將全台的即時強震站再細分為數個較小的網路,如將北部畫成一區、花蓮畫成一區……,以此類推。當子網的儀器偵測到地震時先行分析處理資料,比起處理全台的資料,較少測站的子網可有效縮短時間。其中預警子網是事先用人工方式分區,而虛擬子網則是在地震訊號進來時,電腦依收到設號的測站位置自動畫分子網範圍,可再進一步加速預警時效,得到更多預警時間。

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老貓照顧指南:陪你一起,好好的變老 ——《窩抱報 Vol.9》

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  • 撰文/張毓靜、設計/馬紹妤

編按:本文轉載自友站窩窩《犬貓終老專題》老了之後,也要你好好的!老貓照顧指南!,喜歡的話歡迎以行動支持喔:D

老貓的照護其實不難,最大的障礙往往來自飼主自己。面對家中寶貝人生最後的階段,飼主常常太過害怕、無助,擔心自己是否能給予貓咪最大的幫助、減緩牠們的痛苦。但其實,飼主的情緒會影響貓咪,所以當你越勇敢、越堅強,就能帶給貓咪更多的勇氣。

生老病死,是無論富貴與貧賤、人亦或動物,都必須面對的生命課題。眼看著家中毛小孩,從血氣方剛的無敵小霸王,變得日漸消瘦、行動遲緩,甚至身體越來越差時,相信每一位飼主無不戰戰兢兢、患得患失。但我們都知道,生命有限,就如同席慕蓉的詩《青春之一》裡面寫到:

所有的結局都已寫好 青春是一本太倉促的書

所有的淚水也都已啟程

卻忽然忘了是怎麼樣的一個開始  

在那個古老的不再回來的夏日

無論我如何地追索 年輕的你只如雲影掠過  

而你微笑的面容極淺極淡

逐漸隱沒在日落後的群嵐 遂翻開那發黃的扉頁 

命運將它裝得極為拙劣

含著淚 我一讀再讀 卻不得不承認

因此,飼主如何給予老貓正確的醫療照護與舒適的生活環境,在照顧上又有甚麼需要特別注意的地方?每個小環節也許都是讓老貓活得更健康、更長久的重要關鍵。窩窩專訪了「喵屋貓咪專科醫院」的周春婷醫師,指導各位貓奴們如何打造屬於老貓的烏托邦世界。

貓咪和人類一樣,到了一定的年紀以後,身體各方面的機能都會開始下降。與人類不同的是,一般貓咪平均七歲就開始逐漸老化,十二歲以上就已經算是高齡貓了。然而每隻貓咪身體狀況不同,年齡並不能作為一個通用標準,所以飼主應該從貓咪的外型特徵、身體健康狀況或是行為舉止上的改變來判斷自己家中的貓主子是否已經慢慢地變老了。

貓咪也會耳不聰、目不明、白髮蒼蒼

隨著年齡增加,老貓身體各個部位逐漸退化,老貓的視覺、聽覺都不如以前一樣靈敏,而毛色也因為營養不足及賀爾蒙改變的關係,變得較為黯淡無光,甚至會長出類似人類白髮的淡色毛。除此之外,聽力的退化也是老貓常見的情況之一,家中的貓咪如果開始出現飼主呼喊時沒反應或是叫聲越來越大聲時,就顯示聽力已經有衰退的現象。另外,飼主也要特別注意,貓咪眼睛老化後,容易罹患白內障,貓咪很可能因為看不清楚而容易撞到家裡的障礙物而受傷。

老貓怎麼吃?營養最重要!

每隻貓咪在飼主心中都是獨一無二的存在,有生之年,如果可以,飼主們總是竭盡所能地提供貓咪最營養、最安全無虞的飲食。因此,每隻家貓不是下巴疊影重重,就是肚子掛著一坨肉,整隻貓圓滾滾的。但以上的情形,通常都只發生在年輕貓咪身上。

隨年紀增長,不僅掉牙、罹患口炎的機率較高,營養消化和吸收方面不比從前,慢性腎病更是老貓常見的致死疾病,且目前無治癒的方法,只能靠藥物和居家護理來減緩不適。慢性腎病初期症狀並不明顯,生病的貓咪可能會有猛喝水、頻尿、失去胃口、體重減輕或掉毛等現象。因此,家中有老貓的飼主必須更加留意貓的飲食狀況以及足夠的營養攝取。

X軸為貓咪年齡、Y軸為貓咪所需熱量。圖/喵屋貓咪專科動物醫院提供

老貓飲食迷思:低脂、低熱量、易消化?

市面上、電視廣告中,我們都能輕易發現,目前市售的老貓飼料清一色都是主打:「低脂、低熱量、容易消化!」但是周春婷獸醫師強調,對老貓來說,充足的營養才是最重要的。與一般人想像的不同,貓咪對於熱量的需求呈微笑曲線,除了幼貓時期需要大量的熱量外,10歲以上老貓對熱量的需求也隨著年齡增加,但相反的,吸收能力卻因年紀而遞減。尤其是12歲以上的老貓,脂肪和蛋白質的吸收能力更降低了原本的百分之40以上。所以這時,牠們的飲食就需要更高比例的蛋白質,來避免肌肉組織的流失。

蛋白質-老貓飲食樞紐

由於吸收能力下降,老貓就算跟以前吃的一樣多,體態卻依然逐漸消瘦。在搞懂老貓對於營養的高需求後,飼主在飲食的選擇上應提供以蛋白質為主的新鮮肉類,盡量避免以穀物為主的乾飼料。由於自製鮮食有很多為微量元素是否足夠等不確定的因素,周春婷醫師建議飼主,如果貓咪願意接受生食,不仿可以試試仿獵物營養型態的餵食方式,買一隻小型獵物給貓咪食用(例如:鵪鶉),不但沒有微量元素問題,也能讓貓咪在飲食上更貼近天性原則。

打造人與老貓共存的居家生活吧!

相信只要是家中有老貓的飼主,對「退化性關節炎」這個詞定不陌生,因為有超過70%的老貓(14歲以上),都有關節炎的問題。號稱忍痛高手的貓咪,在罹患關節炎時,不太會像狗一樣有明顯的跛行,貓咪只會盡量降低活動量和跳躍、攀爬等動作,避免關節更加疼痛。因此飼主會發現家中的貓咪開始變得懶洋洋、只待在低處、,甚至不願意進到貓沙盆上廁所。

然而,貓咪是一種對於環境非常敏感且依賴的動物,所以飼主在設計居家空間時,必須盡量滿足貓咪的天性及本能需求,像是可以居高臨下的貓跳台、可以躲避隱藏的秘密空間、可以四處巡邏的通道設計等等。但隨著貓咪年齡越來越老,飛簷走壁似乎成為遙不可及的夢想。所以,想營造出與老貓都能共處的舒適空間,飼主該注意哪些細節呢?

貼心從細節開始-《小樓梯》拜託~我要上去眺望台!

即使老貓因為身體退化而不能輕鬆的跳上跳下,在牠的內心能保有在高處俯視領土的慾望。所以就算已經不是和跳躍,貼心的飼主可以在老貓平常喜歡發呆、休息的地方旁放置小樓梯,讓牠能慢慢地走上去,減少關節及四肢的負擔,同時也能滿足老貓對於高處的安全感與優越感。

《貓砂盆》唉?怎麼突然變高了?

對於很多老貓及罹患關節炎的貓咪來說,正常貓砂盆的高度太高,後腳無力或是疼痛的貓咪無法跨坐到貓砂盆裡上廁所,常常會直接在貓砂盆外解決,讓很多飼主誤以為貓咪膀胱有問題。飼主可以在將貓沙盆的側面挖一個缺口或在旁邊放置小檯子,讓貓咪能順利進去盆內,就能解決老貓總是在砂盆外如廁的問題。

《多貓家庭》小屁孩,走開!

對於很多愛貓成痴的飼主來說,擁有兩三隻貓咪絕不嫌多,但如果家中的貓咪年齡間差距很大,有些細節是飼主必須特別留意的。首先,由於老貓活動力並沒有幼貓好,因此飼主在餵食時,應盡量將幼貓及老貓分開,以免老貓搶不到食物,造成心理的壓力。另外,多貓家庭必須設計多個隔離區,讓不同貓咪擁有自己的地盤,讓老貓能獲得充分休息,減少被幼貓打擾的機會。

生命的意義,來自與他人的關係

人的一生有不同的階段,每個階段都有不同的角色。長大了,走入婚姻、衝刺事業、養兒育女,正當我們承擔著不一樣的責任時,往往忽略了陪在身旁的寵物。貓咪老化的速度是人的4至6倍,所以當我們正忙著課業、努力為夢想打拼時,牠們正開始慢慢變老。隨著貓咪年紀越來越大,所受到的關注也越來越少。

圖/喵屋貓咪專科動物醫院

周醫師特別提到,在她們診所的臨床經驗中發現,14歲,通常是醫療介入的時間點,又稱作貓咪的死亡交叉點。但醫療的介入常常晚了不只一步,當飼主發現時,牠已經倒下去了。

當貓咪老了,我們才發現原來忽略才是最大的病因;

當貓咪生病了,我們才開始學習正確的照顧。

人生就是不斷的放下,但最遺憾的,是我們都來不及好好告別。

老貓的照護其實不難,最大的障礙往往來自飼主自己。面對家中寶貝人生最後的階段,飼主常常太過害怕、無助,擔心自己是否能給予貓咪最大的幫助、減緩牠們的痛苦。但其實,飼主的情緒會影響貓咪,所以當你越勇敢、越堅強,就能帶給貓咪更多的勇氣。我們不是上帝,無法決定每個生命的去留,不過我們可以把握,與貓咪相處的每一刻。因為,生命的迷人之處,不在於長短,而在於活的精彩美麗。

本文轉載自 窩抱報vol.9 《一起,學會道別。》,原文為 《犬貓終老專題》老了之後,也要你好好的!老貓照顧指南!

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民調結果總是可信嗎?如何避免落入民調的陷阱?--《科學月刊》

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文/林珮婷、賴以威|林珮婷為政治大學選舉研究中心博士後研究員,政治大學政治學博士。主要研究領域為民意調查、性別政治、選舉與投票行為;賴以威為國立師範大學電機系助理教授。

說到民意調查,大家不僅不陌生,甚至可說是充斥在我們的日常生活裡。相信大家就算是沒有接受過電話訪問,也曾經在路上遇過一臉害羞地默默靠近的正妹、型男,正暗自竊喜以為是搭訕,但一開口:「可不可以麻煩你幫我填個問卷?」,小鹿亂撞的心當場變成灰燼。

如果沒遇過在路上偽搭訕的,餐廳也曾看過服務與餐點意見調查表。除此之外,網路上還有各式各樣的民意調查,比如說最近很流行用臉書粉絲頁的表情符號進行投票,媒體也常利用這種民調製造話題,例如:蘋果日報2016 年11 月17 日的新聞:「《網路民調》13 萬人挺同性婚,大贏反對9 萬票」。

媒體常利用網路民調製造與當下社會議題相關的話題。圖/twLGBTpride @Flickr

民意調查的結果數據隨處可見,尤其是政治性民調結果幾乎可說是天天在新聞上放送,對總統的滿意度下降了多少百分比、某某縣市的幸福指數最高等諸如此類的調查數據。同一份民調,媒體、政黨、政治人物、名嘴(政治評論家)往往又會做出不同的解讀,各說各話,每個看起來似乎都有幾分道理,但拼湊起來,又讓人想到瞎子摸象這句成語。到底這些數據代表什麼?要怎麼做一位正確解讀民調的聰明閱聽者呢?

讓我們把結論說在前頭,其實只要掌握兩大原則,就可以大致不被騙了。第一個原則是「這個民意調查是怎麼做的?」,調查的設計必須公正、客觀且受訪者具有代表性。第二個原則是「應該怎麼解讀?」,必須說明調查的範圍與誤差,不能過度詮釋與解讀,有多少資料說多少話。

民意調查是怎麼做的?

民意調查簡單來說就是,抽取一小群人,了解他們對於特定議題的看法,是個便利又快速了解民眾看法與意見的方式。然而,不是隨便做做、隨便問問就可稱之為民意調查,必須以系統的、科學、公正的方法從研究範圍內的全體民眾中,依隨機抽樣抽出具代表性的民眾為樣本,詢問其看法,再推論全體民眾看法(母體),並說明誤差。我們一般民眾要看懂民調,可以先從問問這個調查怎麼做的開始。

第一個問題:這個調查想解答的問題是什麼?如何得到這個答案?

民意調查都有主題,想了解特定人、事、物的民眾意見或行為,「問卷」是民意調查用來探知答案、蒐集資料的測量工具。理想狀況是設計一組問題後,能直接得到解答。然而,問卷設計看似簡單,卻常常充滿了陷阱,這些陷阱有可能是無心也可能是有意的,都會影響到調查的結果。更有甚者,是調查者透過問卷設計來操弄民調的結果,使得這些數字不再是單純地呈現民眾的真實意見,而被當成達成特定目的(如政治鬥爭)的工具或手段。以下簡單說明幾個很常遇到的陷阱題:

1. 一題多問:同一個問題裡包含了一個以上的問題,到底要回答哪一個?

(1)請問您對於本餐廳的服務品質與餐點口味,滿不滿意?
→ 服務品質與餐點口味事實上是兩個問題,這2個的滿意程度可能是不一樣的。

(2)請問您贊不贊成調高大學學費來提升教師的教學品質,使學生更具有就業競爭力?
→ 調高大學學費是手段,提升教師的教學品質與使學生更具就業競爭力都是目的,一個題目裡包含了3 個問題。若受訪者回答贊成,贊成的是哪一個問題,我們其實無法分辨。

2. 引導式題目:透過前導句或具有傾向性的語句來誘導你回答特定方向的答案

(1)前導句誘導範例:層出不窮的酒駕傷亡事件已造成許多家庭家破人亡,請問你認為目前國內對於酒駕的刑責是太輕還太重?
→ 先強調酒駕傷亡的嚴重性,很容易使受訪者往「太輕」的方向去回答。

(2)傾向性語句範例:請問您是否贊成政府合理調高稅收?
→ 「合理」一詞很容易讓民眾傾向贊成,但民眾所認定的「合理」與調查者的「合理」分別是什麼我們並不清楚。

另外,還有一種不是透過題目本身來引導式,而是透過問卷結構。例如說先問民眾對於某個重大事件(可能是天災人禍或是弊案等)的觀感後,再問對現任政府的施政滿意度,很容易引導受訪者回答負面評價。

除此之外,問卷有時候也可能出現太專業、太難的描述,民眾可能根本看不懂是什麼火星語,做出來的結果當然就失去可信度了。

問卷設計看似簡單,卻常常充滿了陷阱,這些陷阱有可能是無心也可能是有意的,都會影響到調查的結果。圖/COSCUP@Flickr

第二個問題:誰是受訪者?

大約從將近十年前開始,政論性call-in 節目也流行起call-in 式民調,由民眾自己打電話進來對於特定議題或投票意向表態,現在也還有很多節目與電子媒體採用這種方式,通常的選項只有最簡單的「贊成/反對」或「候選人名」的選項,而沒有「還沒決定」、「無意見」等選項。

但是哪些人會主動打電話進去或是上網點選表態呢?一來是有在看這個節目與電子報的民眾,而我們都知道電視節目通常有特定的收視群,民眾也通常會有習慣閱讀的電子媒體(這部分相關的傳播理論為「選擇性閱聽」)。二來是有撥打電話與點選表態的動機,通常是有明確強烈意見且個性較積極主動的人。但這些人能代表大多數人的意見嗎?答案是否定的。

「隨機抽樣」在民意調查中是非常重要的事,隨機抽樣意謂著你所感興趣的那個群體中的所有人(母體)都有被抽中的同等機會,比如說我們感興趣的是2016 年總統大選哪些人投給了蔡英文?那麼母體指的便是臺灣的合格選民,再從這些合格的選民中隨機抽取出具有代表性的受訪者樣本。因為是抽取出來的樣本,不大可能百分之百與母體一模一樣。因此必須充份的了解受訪者的結構(如性別、年齡、教育程度等)是否與母體相符,再去計算抽樣的誤差,也就是把樣本與母體之間的差異考慮進去。

「隨機抽樣」在民意調查中是非常重要的事。圖/James Wang@Flickr

誰能夠回答這個問題?

當想要問題得到適當的回答時,就必須找到適合的受訪者。比如說,前面開頭所提的餐廳意見調查表,想要了解的是民眾對於服務與餐點的滿意度,受訪者就必須是在這家餐廳有食用經驗的人。又再比如說,想要知道臺北市長柯文哲上任後的施政滿意度,訪問對象就必須是臺北市的市民,而不會是由全臺灣的民眾來回答這個問題。民意調查執行機構的中立性、執行的時間、訪問品質、拒訪情形等也是可以注意的小眉角。看到這裡,相信你對民調的第一個原則「這個民意調查是怎麼做的?」已經有更清楚的認知。至於第二個原則,民意調查的結果應該該如何解讀,可參考本期解數專欄。

〈本文選自《科學月刊》2017年7月號〉

什麼?!你還不知道《科學月刊》,我們47歲囉!

入不惑之年還是可以當個科青

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心裡有事過不去?訓練正念:活在當下、放下執著

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「正念」研究是什麼

正念(Mindfulness)的意思並非正面思考,而是「活在當下、放下執著」。正念源於佛學,但近年來無論西方或東方,都透過科學化的心理學研究,藉由訓練正念,舒緩過度自我膨脹所造成的情緒壓力、緊繃的人際互動。

中研院民族所張仁和藉由心理與行為實驗,來研究如何透過「正念」和「心理位移書寫」緩解過度膨脹的自我,進而達到較佳心理健康。圖/張語辰

你身邊有沒有這種人?覺得「自己很棒」,但要是多說他幾句,他就翻臉。

明明覺得自己很不錯,為什麼還會耿耿於懷相左的意見、或是眼前不如意的狀況?心理學家們試著釐清這個心理,並找出紓解方法。而這個現象,源自於社會環境對於「自尊」的培育。

從「提高自尊」到「自我膨脹」

「自尊強化運動」源於美國 1970 年代,一些政府與非政府組織,認為「低自尊」是個人問題的根源,甚至會造成社會問題(註一)。

當時許多心理學者都認為,心理問題與疾患都和低自尊有關。

透過學術界倡導,搭配大眾和公共的種種推廣,例如「早上起床要對著鏡子稱讚自己」,這種激勵自我的方式,就是自尊運動的產物。自尊運動推行地相當成功,其中一個原因歸於人性,因為很少人不喜歡被捧、被說好棒。

自尊運動提倡的正向自我:從認為自己「不完美」,漸漸變成「我很完美」。資料來源/張仁和提供;圖/張語辰

然而心理學家開始反思,若自尊一直無限提高,「過高自尊」會造成什麼情況?

1996 年心理學家 Baumeister 團隊以「高自尊的黑暗面 (The dark side of high self-esteem)」來描述其負面影響:擁有高自尊的人,與「具有偏見」、「具有攻擊性」的特質高度相關(註二)。

「我們研究發現,廣泛地宣導提高自尊,對於增進自我表現並沒有用處。」Baumeister 團隊於 2003 年進一步指出。

透這部分一系列的研究也發現,高自尊的人,通常會認為自己很好看、很聰明、人緣很好,但若請旁人來評估這位受試者的外貌、聰明程度、以及人際關係,會發現其實沒有關聯(註三)。擁有高度自尊的人,宛如套用了美圖秀秀的濾鏡在觀看自己的人生。

當人們對自己越來越自戀,也對別人越來越不信任。 資料來源/Twenge et al., 2008, JP、Twenge et al., 2014, Psy Sci ;圖/張語辰

根據上面這張圖表,可以看見在美國社會中,隨著時代演進,自戀傾向也愈來愈高。另一方面,當人們過於著重自我、執著於自我時,對於別人的信任程度也大幅下降。你不相信我、我也質疑你,社交關係將變得緊繃脆弱,若人不和,許多難題也接踵而至。

在自我膨脹與自卑之間,尋找平衡

自我膨脹不好,自我貶抑也不好,那居中的「剛剛好」比較好嗎?

為了探究「過度自尊」與「自卑」之間,是否存在比較好的中間值,Young-Hoon Kim 和 Chi-Yue Chiu 兩位教授作了一個實驗(註四)。

實驗中,學生們要在考前預估自己的成績,並在考試後看看「預估成績」與「實際成績」的差距,藉以了解這位學生屬於過度樂觀(預估成績遠高於實際成績),或是自我貶抑類型(實際成績遠高於預估成績)。另外,也透過量表測量學生們本身的憂鬱傾向,結果呈現一個很微妙的曲線,請見下圖。

縱軸:學生個人的憂鬱傾向。橫軸:學生於考前預估自己的成績,相減考後實際的成績,兩者的分數落差。資料來源/Kim, Chiu, 2011 ;圖/張仁和、張語辰

若學生對自己太有自信,預測的成績會比實際的成績高很多,但若太自卑,預測的成績又會比實際成績低太多。研究發現,這兩種學生個人的憂鬱傾向都很高,顯示為自我膨脹不好,但自我貶抑也不好。

而對自己的成績評價較為「中庸剛剛好」的學生,個人的憂鬱傾向相對較低,這點吸引了心理學家注意。確實在自我膨脹與自我貶抑之間,存在一個可以讓心理更健康的中間值,因此不該過度鼓吹學生們要有自信,從 1970 年代自尊運動發展至今,人們缺乏的可能不是自信,而是自我的平衡。

當歐美的正向心理學造就失衡的自我膨脹,是否有可能借助華人的療癒思維,來收斂自我、回歸心理平和?

在佛學中,「正念」強調「專注於當下、放下自我的執念」。而道家的「無為而治」,希望人們順其自然,做出順勢而為的行動。

 

對於自我膨脹或自我貶抑者,因為過於執著「我」,很難不出手干涉、很難接受事情不順己意。生活中遇到一些失敗,例如考試考了低分、另一半劈腿、丟了客戶的訂單,會認為這個「事件」本身代表「我」的錯,甚至代表「整個我」,造成很大的心理負擔。

然而,有一些心理訓練方式,可以幫助從「我」客觀抽離、舒緩焦慮壓力。其中一種現代人再忙碌也容易嘗試的,就是「心理位移書寫」。

心理位移書寫:收斂過度膨脹的自我

在高行健所著的《靈山》這本書中,有一個很特別的寫作方式,所有登場人物都「沒有名字」,而是用「我、你、他」來代稱。這種寫作方式,閱讀時會產生「我、你、他」三種不同心理位格的感受,很適合用來收斂過度膨脹的自我情緒。

變化「我、你、他」三種寫作位格,會產生不同的心理感受。 資料來源/金樹人,2010;張仁和等人,2010;Chang et al., 2013;圖/張語辰

描述同一個事件時,若將事件主角用「我」代稱,會放大自我的感受。若改用「你」作為事件主角,重新描述同一個事件,視角會逐漸拉開,有一個緩衝空間可以從自身情緒脫離。

而最後若進一步改成用「他」來描述同一個事件,會發現「我的事」好像變成「第三者」的事,少了自我執著與情緒起伏,較能用理性客觀的角度來檢視問題。

例如:「我今天被掃到颱風尾,真衰」,轉換成「你今天被掃到颱風尾,你覺得很衰」,再轉換成「他今天被掃到颱風尾,他感到很衰」。

張仁和等人的研究邀請超過兩百位大學生,讓這些大學生分批進行短期和中長期的心理位移書寫,轉換「我」、「你」、「他」三種位格,寫下生活中遇到的負面事件,寫作的媒介是生活中隨處可得的電腦與網路平台,並與控制組比較,檢測整體書寫完前後的心理健康變化。

長期進行「心理位移書寫」的效果:降低心理焦慮,提高生活滿意度。 資料來源/張仁和等人,2010,2013;Chang et al., 2013;圖/張語辰

研究結果發現,透過心理位移書寫,有助於緩解負面情緒、提升正面情緒,並且緩和情緒激發的程度。由於情緒起伏不再像雲霄飛車大起大落,有助舒緩焦慮,對於整體生活滿意度也有所提高。

最根本的關鍵是,透過書寫轉移心理位格,受試者放下了對於「我」的執著,轉而由「你」至「他」的客觀視角,接受與省思眼前的負面事件。

 心理位移書寫的效果,並非讓人狂喜或天天開心,而是達到情緒「居中和諧」,接近順其自然的寬容。

正念訓練:放下過度執著的自我

除了心理位移書寫,張仁和也希望透過「正念(Mindfulness)」的研究,讓自我執念引發的焦慮壓力,可以回歸平靜。正念雖然源於佛學,但切莫急著將之貼上宗教標籤,我們可以用下圖來理解。

吃飯時,你是煩惱一堆的 Mind Full ,還是享受當下滋味的 Mindful ?圖/林婷嫻、張語辰

以日常生活的「吃飯」為例,你是否常常邊吃邊弄工作?又或者,走路時總想著其他事情?無法專注於當下,腦海時時追隨過往、擔憂未來,漸漸地眉頭深鎖、肩膀緊繃。

吃飯時品味食物的鹹甜,洗澡時感受肌膚的潔淨,享受每一個「當下」,就是一種「正念」的展現。

西方各界皆已擁抱正念,從最早的美國麻州大學醫學院卡巴金博士的「正念減壓」療法,到美國 TIME 雜誌以 “The Mindful Revolution" 封面專題報導如何在高壓社會中提高專注力(註五),手中的 iPhone 也內建了引導活在當下的 APP 功能。

要如何培養「正念」?手中的 iPhone 就能助你一臂之力,位於內建「健康」APP 中。圖/Apple Inc. 官網

達賴喇嘛曾說:「想要」是形成「執著」的關鍵。一旦成為執著,人們就可能奮不顧身地追求,即便到後來可能已經不再喜歡,例如財富、功名、親密關係。若一直害怕「得不到」,會產生深切的焦慮,進而陷入負向的情緒循環。

「像我最近很想減肥,但我又很喜歡美食,對我來說就造成一種渴求衝突」張仁和害羞地說。過往的介入方式是,透過抑制喜歡的程度,來降低想要的程度,例如看激發你討厭食物的噁心圖片,來降低你對喜好食物的慾望。

我想找出比較好的作法,有沒有可能是順應人性,維持喜歡的程度,但降低想要的執念?

為此,張仁和正在進行一項研究,透過「正念量表」來區分高正念與低正念的受試者,並以「食物、金錢、自我價值」三個項目,讓受試者評估「想要」和「喜愛」的程度。

研究結果發現,無論是高正念或低正念的受試者,都呈現喜歡食物、喜歡金錢、喜歡自尊的高度傾向,但若論「想不想要」,高正念的受試者就沒那麼執著於一定要到手。

無論是高正念或低正念的受試者,都喜歡食物、喜歡金錢、喜歡自尊,這是人之常情。但若從「想要」這個面向來看,高正念的長條圖短很多,沒那麼執著。資料來源/張仁和提供;圖/張語辰

擁有高度的「正念」,確實能幫助降低「想要」的執著。換個角度想,若要減少執著,可以從培養正念開始。

培養正念找回寧靜自我,國內外各行各業皆已採取行動。除了台灣研究發現正念有助運動員專注於身體、從判斷中消除情緒(註六),美國許多醫學院也設立正念學程,藉由訓練正念改善醫生的工作壓力、紓解緊張的醫病關係。

鼓吹自信來迎戰問題,過往心理學研究已證實效用不大,反而會造成自我過度膨脹,導致心理壓力與緊繃人際關係。不如轉念,遇到問題時放下自我執著,而在生活中盡可能專注當下,這不只是古老的佛學、現代化的心理學,也是在失序的社會中,喚回內心平和的生存技能。

「不可能天天過年」張仁和笑說。無論是透過心理位移書寫舒緩工作遇到的衝突,或訓練正念降低想吃美食卻怕胖的苦惱,張仁和不只將研究轉化為論文形式,自身也透過生活中一點一滴的實踐,練習尋回寧靜的自我。


延伸閱讀

註釋

  • 註一: Self-esteem@wikipedia
  • 註二:Baumeister, R. F., Smart, L., & Boden, J. M. (1996). The dark side of high self-esteem. Psychological Review, 103, 5-33.
  • 註三: Baumeister, R. F., Campbell, J. D., Krueger, J. I., & Vohs, K. D. (2003). Does high self-esteem cause better performance, interpersonal success, happiness, or healthier lifestyles? Psychological Science in the Public Interest, 4, 1-44.
  • 註四: Kim, Y-H., & Chiu, C-y. (2011). Emotional costs of inaccurate self-assessments: Both self-effacement and self-enhancement can lead to dejection. Emotion, 11, 1096-1104.
  • 註五: The Mindful Revolution – TIME
  • 註六: Chen, L. H., Wu, C. H., & Chang, J. H. (in press). Gratitude and Athletes’ life satisfaction: The moderating role of mindfulness. Journal of Happiness Studies.

執行編輯|林婷嫻 美術編輯|張語辰

CC 4.0

本著作由研之有物製作,以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

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