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從吃電怪物談溫室效應讓北極熊難出海覓食

賴鵬智
・2012/01/03 ・1310字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 515 ・六年級

20111129台灣媒體都報導崑山科技大學視覺傳達設計系今年6月畢業的8位學生製作的「吃電怪物」(The Light Eater)獲得今年台灣國際學生創意設計大賽年度大獎,該部動畫內容是「描述小北極熊因暖化失去棲息地,將悲傷轉為憤怒,偽裝成黑熊,拿著鐵鎚到城市大肆破壞燈泡,以為只要除掉耗電的燈泡,家園就能回到從前。沒想到,當城市陷入黑暗後,全球暖化也已無可救藥,北極熊最後只能站在一塊碎冰上獨自傷心。(引述自20111129聯合報)」

一時間北極熊與地球暖化的議題好像又進入台灣人的心坎,但我知道,一天過後就都雲淡風清,沒幾個人會繼續關心北極熊問題的。

北極熊面對的問題其實也是人類終將面對的問題,北極熊因為氣候暖化而逐漸失去冰雪覆蓋的大地或冰山,人類也會因為冰雪融去、海平面上漲而失去家園,這些情節正在上演中,只是因為步調緩慢,人類不見棺材不掉淚,於是讓這劇情持續且加速的演進中。

我們來看看一則20111116路透社新聞影片「Canada’s delayed polar bear migration, live on the web」(網路直播加拿大北極熊遷移延遲),顯示北極熊正受氣候變遷之苦。

這則新聞講的是加拿大曼尼托巴省(Manitoba)邱吉爾鎮(Churchill),該鎮號稱「北極熊首都」(Polar Bear Capital of the World),每年10月及11月上旬,千百隻北極熊會從加拿大北境地區遷移到這個位於哈德遜灣(Hudson Bay)邱吉爾河口小鎮,等待哈德遜灣海水結冰,北極熊再出海覓食,獵捕聚集在浮冰上休息的環斑海豹(Ringed seal),這也是牠們最喜愛的主食之一。(北極熊除了捕食各種海豹,也捕捉海象、白鯨、海鳥、魚類、小型哺乳動物等。)

但因為地球暖化、地表溫度逐年上升關係,近些年來哈德遜灣海域結冰情形有延遲現象,去年慢了一個月,今年也一樣,到了十一月上旬,因為沒有海冰,北極熊還逗留在人類聚居的小鎮周邊。

科學家們擔心再這樣下去,牠們冬天的食物會不足,對懷孕的母熊更不利。而長期的溫室效應使冰雪消融,北極熊棲地破碎化,日益廣闊的海面將害牠們無法在海上覓食,甚至有溺斃的危險(北極熊必須有浮冰當覓食點及休息站)。

(註:冬季時北極的表面覆蓋著冰塊,北極熊選擇在有海豹聚集的浮冰上棲息、獵食海豹維生;夏季時北極浮冰融化北極熊再度回到岸上等待下一個冬季來臨,北極熊就這樣隨著浮冰的形成與消退而遷移,過著遊牧民族般的生活。-取自網路文字)

「吃電怪物」以優異的情節與動畫技巧表達對北極熊命運的憂心,獲得評審肯定給大獎。但願這部片子在公開放映後,可以激起更多民眾對遠在天邊的北極熊與摸不到、看不著的地球暖化有更多理解,大家共同力行環保拯救北極熊的棲地,當然也拯救了自己。

很簡單,就從出門帶手帕,不使用公廁烘手機與擦手紙,不喝瓶裝水及少吃肉開始。

原發表於 賴鵬智的野FUN特區

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賴鵬智
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野FUN生態實業公司總經理


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》