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2016 《自然》年度照片大賞

Peggy Sha
・2016/12/26 ・2753字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 499 ・六年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

編譯/沙珮琦

又到了一年的尾聲,年底的回顧當然也要維持一貫的科青 style 啊!讓我們一起來看看今(2016)年的《自然》(Nature)期刊挑出了什麼樣的年度精選照片~~

一、閃電霹靂鶴!

看那眩目的閃電,伴隨著鳥兒高超的舞姿,如此傑出的聲光表演,簡直比馬戲團還要精彩!讓人不禁想問:難道這圖片是鳥兒跟閃電特別喬好的演出嗎?

其實,這一切都是攝影師 Randy Olson 的巧思。圖片的主角是沙丘鶴(Grus canadensis),又稱加拿大鶴,主要分佈於北美、古巴及西伯利亞東北部,在天冷時會飛往美國南方的保護區過冬。今年三月,攝影師在美國內布拉斯加州的普拉特河旁守候,試圖捕捉沙丘鶴例行遷徙的身影;一場閃電突然而至,使他靈光乍現,運用長時間曝光攝影留下了這幅詭奇的圖片。

不過,這張照片真的會讓人有點擔心鶴的安危呢……不知道牠們最後有沒有順利飛回家呢?

二、到凍土層挖象牙

現今許多國家早已立法禁止非法獵殺大象獲取象牙,於是盜獵者便把歪腦筋動到早已滅絕的「長毛象」身上:他們在凍土層裡面找尋長毛象的遺骸。本圖拍攝地──西伯利亞的雅庫特便是長毛象的寶庫之一。

究竟為什麼盜獵者要如此大費周章地打擾長毛象呢?當然是因為豐厚的利潤。在黑市裡,一根長毛象的象牙價格可以高達數萬美元,難怪他們前仆後繼地去「盜墓」。而在譴責這些盜獵者的惡行之外,或許我們也應該想想,為什麼他們能夠如此神通廣大,竟有辦法在永世冰封的凍土層裡找到長毛象?

三、飛向宇宙,浩瀚無垠

看見那壯麗的光柱了嗎?這張長時間曝光的照片拍攝於哈薩克的拜科努爾太空中心,而照片中見尾不見首的神祕主角則是聯合號太空船(Soyuz Spacecraft)。這艘太空船搭載了三名太空人 Peggy Whitson、Oleg Novitskiy、Thomas Pesque 前往國際太空站。

由於筆者的英文名字恰好也叫 Peggy,在私心調查下,才發現三名太空人中的 Peggy Whitson 不但是目前在太空中待過最長時間的女性,也是史上第一位(也是唯一)領導太空總署(NASA)太空人團隊的女性指揮官,更了不起的是,她也以 56 歲的年齡創下了最年長女太空人的紀錄。明(2017)年二月,她還會在國際太空站慶祝57歲生日喔!啊啊,同樣二月生日的我,也好想在太空站吃蛋糕喔~~

四、怪獸與牠們的……腳?

這張照片乍看之下是不是很像什麼後現代藝術作品呢?

其實它是某隻雄性龍蝨(diving beetle)的跗節(tarsus),所謂跗節指的是昆蟲腿部的最末端。這些看起來頗為性感的跗節,其實也真的有很性感的功能呢!在龍蝨交配時,雄龍蝨會用它吸附在伴侶身上,好讓激情不會隨意中斷。

五、滿滿的大~銀~河~

今年10 月,默奇森寬場陣列(Galactic and Extragalactic All-sky Murchison Widefield Array, GLEAM)電波望遠鏡給各位帶來了,目前為止最清晰的、滿滿的南方大銀河~~在這張照片裡,我們可以看見銀河流淌而過,而銀河中超過 30 萬的星系都正閃耀著自身的光芒。

默奇森寬場陣列電波望遠鏡位於澳大利亞西部,可以拍出 20 種原色所組成的天空(人類肉眼只能看到三原色),如果人類可以看見電磁波,我們每晚所見的天空就會如此絢麗多彩。

六、中國變遷 ing

中國在今年宣布了一項雄心勃勃的計畫,官方打算減少煤炭的使用,以及相關使用所造成的汙染。同時,他們也決定往再生能源之路前進。

然而,這家設立於內蒙古的鋼鐵廠卻暗示了這項改革路上可能會遇到的阻礙,在環保的路上這些產業究竟該何去何從,是執政者與人民需要共同解決的問題。

七、從太空看風暴

圖片中的兩架太空船是正在拜訪國際太空站的訪客,從太空站望下去,可以看見風暴中心的閃電將雲層照得十分明亮,像一顆燈泡似的鑲在大陸中間,一旁則有人類世界的燈火遙相輝映;一時間,無論是天上或是人間似乎都熱鬧非常。不知道那些燈火的背後,都有些什麼故事呢?

八、天國的階梯

這些排列整齊的階梯彷彿給人一種肅穆而又神秘的感覺,像是可以帶領著你走向未知的某方。在答案未揭曉以前,這張圖讓你想到了什麼呢?

其實啊,這只是放大了 2000 倍的碳酸鈣(CaCO3)晶體,常見於石灰石、貝殼之中等。驚訝吧!用不同的角度去看事物,是不是給了你新的體驗呢?

九、遠古護身符

今年四月,美國體質人類學協會(American Association of Physical Anthropologists)所舉辦的年會中,展示了這項在木乃伊身上了不起的發現。在木乃伊的頸上,我們可以看見古埃及紋身圖像,這個紋身圖案有兩隻呈坐姿的狒狒以及象徵保護的符號。不知道這個遠古護身符會不會帶起新一陣的刺青流行呢?偷偷告訴你:如果想要紋出標準埃及護身符,用「荷魯斯之眼」準沒錯!

十、哆啦 a 夢的縮小燈

一個德國的團隊在八月時發表了「終極 DISCO」(ultimate DISCO)的技術。它簡直可稱得上是科學界的最佳縮小燈,這種技術可以去除掉多餘的水分、脂肪和色素,使組織變得透明並且縮小標本,讓整隻動物可以在一次成像中完整呈現。這個縮小技術能夠以史無前例的細膩程度展現出動物體內的神經和器官系統。

不知道為什麼,筆者好想用這種技術去看看章魚喔~(其實只是想吃章魚燒吧)那你呢?你會想要用它來看什麼?

十一、奇異細胞

又是一個微觀世界的美麗作品,這個人類幹細胞的直徑僅有 15 微米,是在使用了低溫掃描式電子顯微技術(cryogenic scanning electron microscopy)成像後,進行假色上色(false-coloured)所得到的結果。

筆者特別喜歡這張照片,因為幹細胞是原始且尚未特化的細胞,具有發展成各式器官的潛力,給人一種充滿希望的感覺。讓我們用這張幹細胞當作今年的結尾,期許明年的彼此都有嶄新的發展吧!

參考資料:

文章難易度
Peggy Sha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。

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變身沙贊靠閃電夠力嗎?會是能源解方還是一場災難?《沙贊! 》中的神力閃電之謎
Rock Sun
・2023/05/30 ・4134字 ・閱讀時間約 8 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

「沙贊!」然後一道閃電就會打下來,擊中一位青少年,瞬間變成一位穿著紅衣+披風、渾身肌肉的(中二)成年人,這就是 DC 宇宙中,超級英雄沙贊的變身過程。

很有趣的是,大家可以回想一下,最近這 10 幾年來席捲世界的漫威和 DC 英雄,絕大部分執行英雄行動前都是進行「著裝」,例如鋼鐵人、蝙蝠俠、美國隊長……等,但是沙贊不一樣,儘管不複雜,但他需要一套特別的手續來改變他自己的身體,已獲得他身為超級英雄的力量,這點跟日本的超人力霸王比較類似。

根據 DC 宇宙的設定,賦予沙贊力量、讓他變身的閃電都來自神界的奧林帕斯山,只要他大喊一聲,閃電就會隨傳隨到,而因為一切是神力的關係,理論上他接收力量的位置無關緊要,也非常的安全。

真不愧是奧林帕斯山啊!如果我們能夠在比利(電影中變身成沙贊的少年)的頭上裝一個收集閃電能量的器材,那費城一定變成全美國能源最豐沛的城市。

我們說的是站中間那個穿紅色緊身衣的大男人。 圖/IMDb

但是要進行超級英雄活動,普通的閃電能量夠嗎?這道奧林帕斯山的閃電會不會是一道超越人類認知的超級閃電呢?

還有儘管沙贊不會受影響,但如果有人不小心在變身時不小心碰觸他或在他附近,會發生什麼事呢?

這真的值得一起來探討~

先定立標準:閃電能提供多少能量?

閃電是大自然中最純粹的能量展現之一,經過大氣學家的觀測和預估,一道閃電電壓大概是 3 億伏特,帶有 10 億焦耳的能量,這差不多是燃燒 30 公升左右的汽油。

聽起來非常的厲害,那我們利用閃電來獲得能源會不會是個好方法?

其實從 1980 年代開始科學家就有這種想法,但是他們發現這其實很不切實際,主要原因有幾個:閃電很難預測、傳導到地面上能量又會大減、效率很不穩定……但那是大自然的閃電,讓沙贊變身的可是充滿神力的閃電耶!不只能夠提供沙贊穩定且高能的能量來源,還可以藉由跟蹤比利知道閃電的位置和時間。

我們只要把比利抓起來請出來,跟他預約時間大喊沙贊,就可以發電了~

圖/GIPHY

現在的問題是……這道閃電有多少能量呢?

要知道一道神奇閃電帶有多少能量其實有點困難,因為一旦比利變身之後,他似乎沒有時間限制,不像超人力霸人那樣有 3 分鐘的活動上限,後者會比較好估算是因為你可以設想這 3 分鐘內超人力霸王做了哪些事情,在逐一拆解。

所以筆者覺得最能夠執行的方式,是羅列出電影中沙贊一次變身基本上會做到的事情,這樣結果應該就足夠是神力閃電的基本盤。

從電影《沙贊!眾神之怒》中,筆者列出幾個沙贊在超級英雄狀態時做的事,包括:

  1. 以音速飛行 10 分鐘
  2. 把一隻體型巨大的飛龍打飛 10 公尺
  3. 把一台車移動 200 公尺
  4. 從手中放出好幾道像特斯拉線圈的能量閃電

這樣感覺差不多了吧……等等~還有一件很重要的事,就是這道閃電同時還把一名 17 歲的青年變成一名看起來 30 歲的成年人,這瞬間成長所需的誇張能量應該也要算進閃電的功勞裡,所以這個列表還要加進另一項:

  1. 讓 17 歲的青年成長成 30 歲男性的所需熱量
長大成這樣~ 圖/IMDb

那我們接下來可以逐一估算了。

  • 那首先就來計算成長所需的熱量吧!

要讓人成長的能量,其實也是熱量,也就是大家耳熟能詳的卡洛里,1 千大卡的熱量差不多是 4184 焦耳的能量。

根據衛服部提供的資料,一名成年人每日所需的熱量依他的活動量和體重來決定,那沙贊毫無疑問絕對是重度活動量那一類的,體重的話少年比利看起來介於 60~70 公斤之間,而飾演沙贊的演員柴克萊威曾說為了演戲需要增重到超過 90 公斤,雖然隨著體重增加每日所需熱量也會不同,但為了簡單估算,我們姑且用 80 公斤算到底吧~

圖/衛福部

比利瞬間成長為超人般壯碩所需能量= 40 大卡 x 80 公斤 x 365 天 x (30-17) 年 x 4184 J= 6.35x 1010 焦耳 = 635 億焦耳

這數字怎麼已經有點大了……但在吐槽之前,我們先把其他的所需能量都估算完吧~

  • 以音速飛行 10 分鐘

這裡我們借用四分之一英里估算法,這是個可以從物體重量(通常是車子)和行駛四分之一英里所需的時間來求得功率的簡單方式。

沙贊體重 90 公斤,而他在音速下完成 1/4 英里所需的時間為 1.2 秒,根據線上工具估算,這名英雄相當於擁有 22,876 馬力,轉化為瓦特差不多是 1700 萬瓦特,如果沙贊要飛行 10 分鐘,他就會需要大約 100 億焦耳的能量

  • 把一隻體型巨大的飛龍打飛 50 公尺

這個計算方式並不困難,就是簡單的做功運算,但是筆者遇到了很嚴重的問題:電影中的飛龍-拉頓到底多重呢?

經過一番搜尋,網路上對於一條中世紀奇幻飛龍到底有多重幾乎是沒有定論,看起來好像沒有人有認真算過,所以筆者打算自己來操刀,解決這個世紀大謎題 (?)。

有看過《空想科學讀本》的人對筆者使用的方法一定不陌生,就是把模型浸到水裡面,估算體積之後放大,再考慮密度來求得飛龍的體重。

所以筆者到了地下街的玩具店,買了一條看起來最像電影中奇幻飛龍體型的模型玩具(其實是動漫《轉生成為史萊姆》的公仔,似乎是主角後期的樣子吧?筆者沒有看不清楚~),將它放進水盆裡面裝水,做好水位標記之後取出模型,水位下降之後從水盆的面積和下降高度求得玩具龍的體積大概是 0.000283 立方公尺,這時我們需要玩具龍的身長和電影中的拉頓身長來做等比放大,玩具龍身體差不多是 25 公分,而從電影中拉頓站在棒球場內野的畫面來做估算,它的身長大約是 25 公尺,身長差 100 倍,所以體積會變 100 的 3 次方也就是 100 萬倍,所以說拉頓的體積大概是 283 立方公尺。

筆者買到的龍模型,雖然它是站立的,但平放在地上看起來跟電影中的龍差不多。圖/作者提供

這時我們需要拉頓身體的密度來求得體重,如果拉頓是生物的話,它的身體密度應該也要接近水(每立方公尺 1000 公斤),例如人體的密度就差不多是每立方公尺 1062 公斤,但是電影中拉頓身體看起來有點像是由木頭構成的,而世界上最堅硬的木頭是澳洲鐵木樹(Australian buloke)密度是 1085 kg/m3,再加上龍的奇幻性質,我想把拉頓的身體密度定為 1100 kg/m3 應該是還可以接受的吧?

如果用這個方式估算,電影中看守花園的飛龍拉頓,體重大概會是 311 公噸,我們套入物理課本中看過的做功計算公式,可以知道沙贊把一條龍打飛 50 公尺所需要的能量,大概會是 7775 萬焦耳

電影中飛龍的劇照。圖/Twitter
  • 把一台車移動 200 公尺

相較前面兩個,這計算相對簡單一點,我們一樣用上面的作功公式來求需要能量,而我們需要的就是車子的重量。根據統計,美國一般路上的車子平均重量為 1800 公斤,如果要在 3 秒鐘內移動 200 公尺,就相當於需要 4 百萬焦耳

  • 從手中放出好幾道能量閃電

沙贊從手上放出閃電,看起來就像是電弧的一種,而電弧是因為有強大的電場或高壓電存在,使的原本不導電的物質電漿化得以使電流通過的現象,而說到能夠最穩定產生電弧的狀況,筆者第一個想到的是在現實中會看到的特斯拉線圈。

特斯拉線圈是一種由知名物理學家特斯拉發明的強大變壓器,這種變壓器使用共振原理運作,主要用來生產超高電壓但低電流、高頻率的交流電力,因為特斯拉線圈可產生絢麗的電弧效果,所以很常在一些科學博物館或展示中看到,而世界上最強大的特斯拉線圈: Electrum 的能量使用率為 130,000 瓦特,假設沙贊能夠用同等功率放出電弧長達 10 秒鐘,就會需要 130 萬焦耳的能量。

Electrum 特斯拉線圈。圖/wikipedia

這下子我們需要的數字都有了!

這道神奇閃電所附帶的能量大約是:

635 億(變成大人)+100 億(音速飛行 10 分鐘)+7775 萬(打飛一條龍)+400 萬(移動一台車)+130 萬(放出閃電)= 735 億 8305 萬焦耳

 而正常世界一道閃電的能量大約是 10 億焦耳,也就是說~這道神奇閃電差不多是等於 74 道現實中閃電的能量。

好厲害啊!真不愧是奧林帕斯的眾神,能夠這麼精準的傳遞如此巨大的電能量根本就是神蹟…..也確實是神蹟沒錯~

但是如果一個不小心承接這道能量的人不是沙贊的話,會發生什麼事呢?

一般人被普通的閃電擊中就已經不是鬧著玩的了!

直接被閃電擊中的人會成為電流的一部分,一部分電流會沿著皮膚表面移動,另一部分會穿過身體的心血管或神經系統,前者會對皮膚造成灼傷,後者則有可能造成呼吸停止或心臟驟停,但我們還是能找到一些歷史上從雷擊中生還的故事,因為有沒有辦法在雷擊中活下來是跟就醫和電流通過體內的時間而定……運氣好的話,你不會死的。

但是在沙贊的神奇閃電面前,這一切都成為笑話。

這道 735 億焦耳的閃電能量相當於 2 顆歷史上最強大非核子炸彈:炸彈之母(GBU-43/B 大型空爆炸彈)爆炸所釋放出的能量,所以如果今天好死不死沒有打在比利身上,而是擊中地面的話,後果一定不堪設想,周遭的親友絕對是灰飛煙滅,費城可能會變成廢墟,之前說的收集能量可能完全行不通,因為應該沒多少設備儀器能夠承受如此巨大的威力。

反倒是比利啊~你是不是在承接沙贊能力時同時被改造了,被2顆炸彈之母轟炸都沒事,真是太神啦!還有就是一定要站好喔~

全世界只有這位男人能承受的力量。圖/IMDb
Rock Sun
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前泛科學的實習編輯,曾經就讀環境工程系,勉強說專長是啥大概是水汙染領域,但我現在會說沒有專長(笑)。也對太空科學和科普教育有很大的興趣,陰陽錯差下在泛科學越寫越多空想科學類的文章。多次在思考自己到底喜歡什麼,最後回到了原點:我喜歡科學,喜歡科學帶給人們的驚喜和歡樂。 "我們只想盡我們所能找出答案,勤奮、細心、且有條理,那就是科學精神。 不只有穿實驗室外袍的人能玩科學,只要是想用心了解這個世界的人,都能玩科學" - 流言終結者

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猛瑪象能吃嗎?
胡中行_96
・2023/04/20 ・2921字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

飲食品味有人崇尚創新,有人偏好傳統,還有科學家喜歡走科技復古風:比利時 Paleo 公司從瑞典斯德哥爾摩的古遺傳學中心(the Center for Palaeogenetics),取得 120 萬年前的猛瑪象(mammoth,又稱長毛象)DNA,培養出肌紅素(myoglobin),當作蛋白質添加物。[1]澳洲 Vow 公司也不甘示弱,做了一粒猛瑪象肉丸,於荷蘭 NEMO 博物館亮相,[2]並由荷蘭國立博物館(Rijksmuseum)收藏。[3]

猛瑪象/長毛象。圖/Mistvan on Wikimedia Commons(CC BY-SA 4.0)

精準發酵

Paleo 公司的創辦人兼執行長向媒體表示,他們拿到的猛瑪象 DNA 支離破碎,所以比對亞洲與非洲象來重建序列,再利用酵母精準發酵(precision fermentation),產出肌紅素。他宣稱加入了猛瑪象肌紅素的植物漢堡排,不僅擁有鮮紅的色彩,還別具濃郁的肉品風味。然而,肉品科學專家懷疑這言過其實,畢竟肌紅素佔肉品成份的比重不高。比利時的 Paleo 和澳洲的 Vow 公司,兩家作法最大的差異是:前者的產品不含動物細胞;而後者則做出真的組織。[1]換句話說,就像純素主義者吃果凍的時候,容易誤食的明膠(gelatin),[4] Paleo 的產品源自動物,但不算肉。

培植肉

另一邊,澳洲 Vow 公司弄到不完整的猛瑪象肌紅素基因序列,便拿非洲象的 DNA 來填補。拼湊完成後,放到羊的肌母幹細胞(myoblast stem cells)裡,培養約 2 週。[1, 2, 5]這種在實驗室中長大的肉品,稱為培植肉(cultured meat)。[6]除了遠古動物,也能用現代家禽、家畜與海產等物種。[7]一般的生產步驟,大致如下:

  1. 細胞分離(cell isolation):[8]取得活體動物肌肉的幹細胞,揀選並培養後,儲存於細胞銀行,方便未來使用。[7, 9]
  2. 細胞擴增(cell expansion):[8]從細胞銀行提領一些出來,在無菌環境下,給予養份,令其成長並增殖。[7]
  3. 細胞分化(cell differentiation):[8]一旦增殖到足夠的數量,就加入蛋白質生長因子(protein growth factors)等物質,使其分化成肌肉、脂肪及結締組織等,各種類型的細胞。[7]
  4. 組合纖維(assembly of fibers):[8]採收成品,再以普通的食品加工程序,組合並包裝。[7, 8]
培植肉的製作過程。圖/參考資料8,Figure 1(CC BY 4.0)

吃猛瑪象的利弊

您會想嚐試猛瑪象相關食品嗎?澳洲詹姆士庫克大學(James Cook University)的科技史教授 Hallam Stevens,顯然非常猶豫,還寫了篇文章分析利弊。[6, 10]以下綜合他的幾個看法和其他資料,供讀者於冒險前參考:

  1. 生長激素[6]攝取太多生長激素,會對生長、生育造成負面影響。不過,食品法規能加以限制,而且培植肉使用的量,可以比傳統畜養少。[11]至於精準發酵,則不需要生長激素。[12]
  2. 過敏原[6]參與猛瑪象肉丸開發的澳洲昆士蘭大學(University of Queensland)Ernst Wolvetang 教授表示,不曉得人體的免疫系統,遇到從地球上消失多時的蛋白質,會做何反應。[1, 2]也就是科學家都沒膽吃了,在座的各位請自己看著辦…
  3. 微生物汙染[6]傳統方式生產的海鮮和肉品,在宰殺過程中,難免受細菌、黴菌或病毒汙染;相對地,培植肉風險較低,但仍須謹慎管理倉儲,並且注意來源動物的健康狀況。[13]如果為了避免微生物汙染,便添加抗生素,就會與傳統養殖一樣,面臨抗藥性的問題。[9]另方面,Paleo 公司的官網寫道,精準發酵無須抗生素。[12]
  4. 營養成份:培植肉的營養是否足夠,老實說科學家還不太確定。[6, 9]
  5. 生物多樣性:復刻絕種動物,聽起來好像有機會促進生物多樣性,或至少食物多元化。然而主流的培植肉商品,應該還是以普通禽畜為大宗,並且限定肌肉組織,大概不會包含內臟等其他部位。由於販售的項目完全掌握在廠商手中,最後可能重蹈基因改造食物的覆轍,令特別挑選過的品種稱霸市場,排擠失去經濟價值的物種。此外,這個發展的方向,無助保育瀕危生物。[6]
  6. 溫室效應:精準發酵和培植肉,都標榜節省或使用再生能源,還有排放的溫室氣體,較傳統畜牧業少。[2, 9, 12]最近卻有研究認為,家畜為人詬病的甲烷(CH4),暖化效果其實不如製作培植肉時,釋出的二氧化碳(CO2)持久。所以推廣培植肉,未必能明顯改善全球暖化。[9]
  7. 素食主義:養培植肉的最佳營養品,是取自往生孕牛腹中,死亡胚胎的胎牛血清(foetal bovine serum)。[9, 14]無論是基於宗教還是動保的理由,在素食主義者眼裡,這無疑是殺生。[9]關於這點,澳洲的 Vow 公司強調他們不使用胎牛血清。[2]至於精準發酵而來的猛瑪象肌紅素,或許更容易被接受。畢竟猛瑪象的滅絕,不是現代科學家的錯,而且酵母被動保組織視為純素食材。[15]
  8. 動物保育:儘管 Paleo 和 Vow 公司的猛瑪象創舉,都證明了他們不仰賴活體動物;有論文認為,就培植肉的生產而言,少數動物還是會被養來提供細胞。[9]
  9. 宗教認可:就算釐清什麼是素食了,宗教界目前尚在爭論,實驗室養出來的肉,是否符合猶太、清真等食品規範。[9]
史上第一片培植肉,於 2013 年問世。圖/World Economic Forum on Wikimedia Commons(CC BY 3.0)

食品法規的未來

根據調查統計,高學歷、願意減少宰殺,而且對培植肉有基本概念的年輕葷食者,對此肉品接受度較高。[9]相信泛科學的讀者,有不少屬於這個族群。目前 Vow 和 Paleo 公司雖然都積極行銷,[3, 12]但培植肉與絕種動物衍伸食品,應該不會馬上普及市場。大家仍有時間,針對食安、健康、環保和宗教等層面,仔細思考。同時,各國的立法單位,則要煩惱如何重新定義並檢驗肉品與海鮮,以確保相關法規與時俱進。[9]

澳洲 Vow 公司宣傳片:02:24 開始介紹猛瑪象肉丸;03:03 起為製作流程。影/參考資料5

  

參考資料

  1. Vlamis K, McFall-Johnsen M. (07 APR 2023) ‘A company says it added mammoth DNA to plant-based burgers and that they tasted much more ‘intense’ and ‘meatier’ than the cow version’. Business Insider.
  2. Carrington D. (28 MAR 2023) ‘Meatball from long-extinct mammoth created by food firm’. The Guardian.
  3. We Are Writing the Roles of Food with Cultured Meat’. Forged Vow. (Accessed on 09 APR 2023)
  4. What is gelatin made of?’. People for the Ethical Treatment of Animals. (Accessed on 10 APR 2023)
  5. Forged by Vow. (28 MAR 2023) ‘Introducing the Mammoth Meatball | The world’s first meat made out of the extinct Woolly Mammoth’. YouTube.
  6. Stevens H. (06 APR 2023) ‘A mammoth meatball hints at a future of exotic lab-grown meats, but the reality will be far more boring, and rife with problems’. The Conversation.
  7. Human Food Made with Cultured Animal Cells’. (21 MAR 2023) U.S. Food & Drug Administration.
  8. Bodiou V, Moutsatsou P, Post MJ. (2020) ‘Microcarriers for Upscaling Cultured Meat Production’. Frontiers in Nutrition, 7:10.
  9. Chriki S, Hocquette J-F. (2020) ‘The Myth of Cultured Meat: A Review’. Frontiers in Nutrition, 7:7.
  10. Prof Hallam Stevens’. James Cook University. (Accessed on 09 APR 2023)
  11. Ong KJ, Johnston J, Datar I, et al. (2021) ‘Food safety considerations and research priorities for the cultured meat and seafood industry’. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(6): 5421-5448.
  12. Our products’. Paleo. (Accessed on 11 APR 2023)
  13. Ong KJ, Johnston J, Datar I, et al. (2021) ‘Food safety considerations and research priorities for the cultured meat and seafood industry’. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(6):5421-5448.
  14. Introduction to Fetal Bovine Serum Collection’. Thermo Fisher Scientific. (Accessed on 11 APR 2023)
  15. Prater D. (27 JAN 2016) ‘What Is Nutritional Yeast? How Will It Change You?’. People for the Ethical Treatment of Animals.
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胡中行_96
117 篇文章 ・ 39 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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缺乏火燒痕跡,也能判斷遠古人類已知用火?
寒波_96
・2023/01/11 ・3336字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

人類最早在什麼時候用火?這個問題非常難以回答。經過很久很久以後,火燒的痕跡不見得還會留下,分辨天然起火或人為生火也不容易。2022 年發表的兩篇論文採用不同分析辦法,判斷約 80 萬年前的以色列人已知用火。

🔥沒有痕跡,也能得知曾經炙熱

常理想來,物品被火燒過的痕跡應該很明顯。但是考古學、古人類學研究的對象距今幾千年起跳,甚至超過一百萬年,那麼久以前的火燒如今還能被分辨嗎?最近問世的兩項研究,順利突破此一難題。

一項研究採用的方法是「拉曼光譜」(Raman spectroscopy)。最最最基礎的原理是,材料被火高溫加熱過後,內部分子層級的排列會發生改變,即使外觀完全沒有變化,也有機會透過拉曼光譜分辨。

拉曼光譜考察的材料來自以色列的 Evron 採石場遺址,這兒出土一批石器與動物骨頭,估計年代為距今 80 到 100 萬年前。光看外觀,毫無被火燒過的跡象,但是分析後得知,有些燧石製作的石器曾經被加熱到超過 400 度,遺址中其他石頭卻沒有。動物骨頭方面,有一件象牙被加熱過。

遺址內沒有或有被火燒過的樣本,顏色、大小、形狀都沒有任何差異。按照以前的分析方法,我們會誤以為該群古早人不曾與火打過交道,這兒拉曼光譜的價值顯而易見。

光看石頭外觀,當年是否被火燒過,完全沒有差異。圖/參考資料 1

這篇論文的作者認為,以色列距今 80 到 100 萬年前的古早人已經懂得用火,他們有能力控制火源,長期小規模燃燒。更重要的是,這項研究證實,即使遺址乍看缺乏用火的痕跡,也可能只是舊的分析辦法看不出來,實際上用火未必那麼罕見。

🔥已知用火,不過做什麼用?

然而,當時的人類真的已經有意識控火,也就是已知用火嗎?光看這項研究的證據,其實有些疑慮。用火有目的,遺址環境是開放的空地,生火可能有煮食、取暖、威嚇掠食者等意圖,最容易判斷的應該是煮食。

被人類放在火上燒的動物性食物,骨頭應該也被加熱過,可是這項研究分析的動物骨頭卻只有一件象牙被火燒過,而象牙並非食物。除非是被加熱的動物骨頭沒有保留至今,否則實在難以想像,已知用火的古人類不會順便烹飪。

也許有讀者好奇,石頭不能吃,石器為什麼會被火燒呢?火是能改變物質狀態的能量,數萬年前的人類,有一種用火加熱修飾石器的技術;但是這種製作石器的手法相當先進,超過 80 萬年的古早人應該還沒這麼機智。更有可能是用過丟掉的石器(和象牙),在火堆旁順便被燒到,而非有意為之。

光是 Evron 採石場遺址的紀錄,天然起火也有機會產生一樣的結果。那個年代的古早人真的已知用火嗎?所幸幾個月後發表的另一篇論文打消我的疑慮,因為這項研究找到煮食的證據!

Evron 採石場遺址。圖/參考資料 3

🔥水深火熱的鯉魚

另一篇論文的分析方法是「X光繞射」(X-ray powder diffraction,簡稱 XRD),一如拉曼光譜,它能探索加熱過後物體內部的晶格變化,估計曾經升溫到幾度。

考察材料來自以色列的 Gesher Benot Ya’aqov(簡稱 GBY)遺址,這兒古時候是 Hula 湖的湖畔,有不少古代生態的記錄,出土阿舍利石器等人造物,也證實古人類曾在此生活。

GBY 遺址距今 78 萬年的地層中,出土許多魚的骨頭,超過 4.3 萬件,約有 4 萬件可以歸類,大部分屬於鯉科(carp,學名 Cyprinidae)、塘虱(catfish,學名 Clariidae)、慈鯛科(Tilapiini,學名 Cichlidae),都是淡水魚。

死魚骨頭不見得是人為造成,也可能是自然死亡沉積所致。另一處 Kinneret 古湖遺址也出土很多魚骨,兩處的化石組成卻截然不同。Kinneret 超過 99% 是魚骨,GBY 遺址則有超過 95% 是咽頭齒(pharyngeal teeth)

GBY 遺址出土的魚類遺骸,不只部位和天然遺存不一樣,也大量出現 2 種鯉魚:Luciobarbus longiceps 以及 Carasobarbus canis,都是口味適合人類食用的款式。由此推論,至少一些魚牙化石來自人類吃剩的大餐。

研究者先用現代魚牙測試,紀錄不同溫度燒過後,珐瑯質的晶格改變。接著再分析化石牙齒,對照估計化石當年經歷過多高的溫度。

結果判斷有些魚牙曾經被火燒過,多數未滿 500 度;這差不多就是露天生火的正常溫度,也足以將魚煮熟。由此推論,78 萬年前的以色列人或許已經配備火塘,會捕魚再煮熟來吃。

火烤就是美味?距今 78 萬年前的 Hula 湖畔,想像圖。圖/參考資料 5

🔥認識人類用火歷史的新方向

和稍早問世的論文一同考慮,僅管 78 萬年前的火烤魚稍遲一些,卻強烈佐證早於 80 萬年前的以色列人已知用火,因為用火煮魚顯然是有意識的控火行為,假設同一地區更早幾萬年的人群也具備類似技能,十分合理。最早生火煮食的年代,想來不只 78 萬年。

如今智人獨存,過往「人類」則有許多成員,距今 78 到 100 萬年前,已知用火的以色列古早人是什麼人呢?這題缺乏直接證據。可能是直立人,也可能是很初期的海德堡人(或波多人)。直立人起源於 200 萬年前的非洲,後來分佈廣泛又十分多變,海德堡人算是直立人的衍生型號;如果真是直立人已知用火,那麼可謂是機智的直立人。

何時已知用火依然是不容易回答的問題,根據現有資訊,距今 40 萬年前過後用火變得普及,距離遙遠的許多遺址,相對短期內出現用火的紀錄,有學者懷疑涉及文化與知識的傳播。

然而,新研究告訴我們,生火不見得會留下痕跡,也許早於 40 萬年前已有不少地方的人懂得用火,可是缺乏紀錄。還有可能 40 萬年內使用火源的人類,比已知還要更多。不論如何,2022 年發表的兩篇論文,預示了新的探討方向。

延伸閱讀

參考資料

  1. Stepka, Z., Azuri, I., Horwitz, L. K., Chazan, M., & Natalio, F. (2022). Hidden signatures of early fire at Evron Quarry (1.0 to 0.8 Mya). Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(25), e2123439119.
  2. Evidence of fire use at ancient campsite in Israel
  3. Artificial intelligence may have unearthed one of the world’s oldest campfires
  4. Zohar, I., Alperson-Afil, N., Goren-Inbar, N., Prévost, M., Tütken, T., Sisma-Ventura, G., … & Najorka, J. (2022). Evidence for the cooking of fish 780,000 years ago at Gesher Benot Ya’aqov, Israel. Nature Ecology & Evolution, 1-13.
  5. Oldest evidence of the controlled use of fire to cook food
  6. MacDonald, K., Scherjon, F., van Veen, E., Vaesen, K., & Roebroeks, W. (2021). Middle Pleistocene fire use: The first signal of widespread cultural diffusion in human evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(31), e2101108118.
  7. Widespread cultural diffusion of knowledge started 400 thousand years ago

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寒波_96
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