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【科科雞年到】吃雞思源!老祖先馴養家雞,讓我今天有雞腿吃

Gene Ng_96
・2017/01/30 ・6499字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

雞不僅是所有家禽中最主要的代表,牠在各種文化中並有不同的象徵,中國人尤其還把雞當作十二生肖之一,在人們的文化生活中也有許多與雞有關的成語和諺語,常用的如「雞同鴨講」、「嫁雞隨雞」、「聞雞起舞」、「寧為雞首」、「縛雞之力」、「呆若木雞」、「殺雞儆猴」、「雞毛蒜皮」、「雞犬不寧」、「雞皮疙瘩」、「雞皮鶴髮」、「雞飛狗跳」、「雞鳴狗盜」、「偷雞摸狗」、「殺雞取卵」、「鶴立雞群」、「殺雞焉用牛刀」、「一人得道雞犬升天」、「偷雞不成蝕把米」等。

但雞是什麼時候開始走入人的歷史中,成為人類文化、生活中不可或缺的一環呢?

家雞的祖先是叢林裡的小紅雞

家雞的馴養,發生在大約八千年前,其祖先是生活在東南亞森林的野生紅色叢林雞。圖/By Francesco Veronesi, CC BY-SA 2.0, wikimedia commons
家雞的是生活在東南亞森林的野生紅色叢林雞。圖/By Francesco Veronesi, CC BY-SA 2.0, wikimedia commons

達爾文首先於 1868 年所發表的《動物和植物在馴養下的變異》一書中,提出家雞起源於公元前 2000 年的印度大峽谷中的紅色叢林雞。當時家雞是由紅色叢林雞馴化而來的主要證據是,家雞在形態上和紅色叢林雞最為相似,而且紅色叢林雞可與家雞雜交,產生出有繁殖力的後代。然而,並非所有研究者都對達爾文的說法照單全收,從來有學者提出其他叢林雞也有可能是家雞的祖先。

不同陣營的學者,對家雞就採取不同學名,相信家雞是單起源自紅色叢林雞的學者傾向把家雞分類成紅色叢林雞的亞種而使用 Gallus gallus domesticus,相信多起源或混種學說的學者則傾向把家雞歸類為新種,而稱之為 Gallus domesticus

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第一個分子親緣關係的證據,是來自日本明仁天皇的王子秋篠宮文仁親王在 1990 年代發表的兩篇論文。文仁親王等人利用粒線體 DNA 研究家雞和各叢林雞的親緣關係指出,來自泰國或鄰近的紅色叢林雞是所有家雞的始祖。不過,後來來自日本、中國、印度和瑞典的學者在 2000 年代皆提出分子演化的證據,指出家雞乃是紅色叢林雞和其他叢林雞混種的後代。

雖然家雞的起源理論還未定論,現代學者大都相信家雞的主要遺傳背景來自紅色叢林雞。然而,既然所有家雞都可能是紅色叢林雞與其他叢林雞雜交的後代,有多少部分的基因體是來自紅色叢林雞,不同來源的家雞之間有多少遺傳基因上的差異,這些有趣的問題,目前尚未有明確的研究結果,因此未來還需要利用演化遺傳學和比較基因體學的方法,才能夠尋找到令人滿意的答案。

考古學家也打臉達爾文:家雞其實更早就出現了!

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雞的甲骨文。圖/漢語多功能字庫

家雞的起源,除了引起生物學家的注意,也引起了考古學家和歷史學家的興趣,學者正試圖從各種不同角度和方法來研究家雞起源的問題。古文字學家在商朝甲骨文中發現個「雞」字,刻作雞形,以繩系爪。中國在西元前二千五百年的甲骨文中,如左圖已有雞的象形文字。然而雞的始祖起源何時、產於何地,古籍中未曾記載。家禽的骨頭容易讓掠食獸或家犬所破壞,所以不容易取得化石或考古證據。

雞很早就出現在中國的文學當中,周朝的《詩經》中即有「風雨瀟瀟,雞鳴膠膠」、「風雨如晦,雞鳴不已」。在古書中,雞有許多名字,如《莊子》稱時夜,魯雞;《禮記》稱翰音;《爾雅》稱蜀;《古今注》稱燭夜;《千金.食治》稱家雞;《清異錄》稱羹本;《論衡》稱酉;《東坡志林》稱鑽蘺菜等。

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早期學者大多相信家雞於公元前二千多年起源自印度河流域,也就是達爾文指出的印度大峽谷。 印度河流域文明發生,晚於兩河流域文明、尼羅河流域文明,但早於商朝。考古專家在印度河流域發現摩亨佐-達羅(Mohenjo-Daro)和哈拉帕(Harappa)兩個古代城市遺址,發現了大量石器、青銅器和農作物遺迹。 考古學證據顯示,哈拉帕文化(Harappan culture)時期的人民就有養雞的記錄。在現今位於巴基斯坦的摩亨佐-達羅出土的印章就描繪有鬥雞的圖騰,說明家雞的馴養初期,其目的是為了培育鬥雞。其他出土陶片也出現母雞和餵食盤的圖案。在古遺址裡埋藏的雞骨,已比叢林雞來得大,顯示家雞已經過人工選擇而增大了體形,而且圈養的雞隻也較容易肥育。

後來在中國的考古發現,把家雞的起源大幅往前推到公元前 5400 年,也改變了學者普遍認為家雞源自印度的理論。考古學家在中國河北省武安縣發現了磁山遺址,年代約為距今 8000 ~ 7100 年前,並稱之為磁山文化,屬於新石器時代。磁山文化主要分布在河北南部和河南北部,遺址比較密集的地區在武安縣境內的洺河流域。除磁山遺址外,重要遺址還包括河北保定容城坡上遺址、河南淇縣花窩遺址等。在距今約 10500 ~ 9700 年的中國河北省保定市徐水區也發現了有雞骨骼的新石器時代的南莊頭遺址。

磁山居民從事原始農業,農作物以粟為主。考古人員發現了較多的石鐮、石鏟、石刀、石斧,說明當時的農業生產已經進入「鋤耕農業」階段。磁山和花窩遺址出土的雞、豬和狗的骨骼為原始家畜飼養提供了證據。由中國邯鄲市文物保護研究所所長喬登雲領導的考古小組,已經在磁山文化遺址發掘了 23 種動物的化石。從當地出土的雞骨顯示,家雞早在 8000 年前就在中國給馴化了,當時家雞的體型介於叢林雞和現代家雞之間。出土的雞骨大多屬於公雞的,顯示遠古村民可能把公雞當作食物而讓母雞下蛋。

後來的仰韶村文化遺址,也發現了雞的骨頭。仰韶文化是中國黃河中游地區重要的新石器時代文化,年代約為公元前 4800 ~ 3000 年。

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中國至少有 16 處新石器時代遺址有雞骨化石的出土,然而中國黃河流域及其以北地區,當地高原溫帶氣候並沒有發現任何野生叢林雞,當地也非野生叢林雞的正常分布範圍。因此家雞從中國南方或東南亞傳入前,應該是沒有家雞的地方,嶺南越族與中原華夏建立經濟文化聯系的夏朝,有可能經過貿易把家雞傳到中原。在伊朗、土耳其、敍利亞、希臘、羅馬尼亞和烏克蘭陸續有雞骨化石出土,時代皆早於哈拉帕文化時期,有可能是遊牧民族從中國經中亞把家雞傳入歐洲,時間大約為公元前 3000 年。

羅馬帝國時代,雞群數量一度大增,在中世紀卻下降。中東的記錄,在敍利亞可追溯到公元前 2000 年。埃及大約在公元前 1400 年引進鬥雞,家雞引進非洲途徑則不明。在十五世紀哥倫布發現新大陸前,美洲大陸有沒有家雞的存在,仍有爭議,有學者相信南美洲現生家雞可能都是由歐洲人引進的,但也有學者相信家雞是由波利尼西亞人經海路從亞洲傳入的。非常可惜的,在東南亞迄今仍未有任何史前家雞骨化石出土。

家雞無疑早在 8000 年前就讓人類馴養了,然而家雞的馴化是發生於單一地區,抑或獨立發生在多處,迄今仍未有定論。

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在伊朗、土耳其、敍利亞、希臘、羅馬尼亞和烏克蘭陸續有雞骨化石出土,時代皆早於哈拉帕文化時期,有可能是遊牧民族從中國經中亞把家雞傳入歐洲,時間大約為公元前 3000 年。羅馬帝國時代雞是有宗教意涵的。圖/By Good Furniture Magazine, Public Domain, wikimedia commons

最早的雞可能不是美食,而是被拿來玩?

家雞在馴養後,產生了許許多多五花八門的突變,在世界各地人類選拔和培育出千奇百怪的品系。演化遺傳學的分析發現,家雞最早可能是在泰國或印度被馴養;而考古學的證據則顯示,早在八千年前的中國人就開始養雞了。歷史和考古研究指出,雞讓人類馴養,初期的原因並非是為了取其肉與蛋,而主要是文藝性的,是為了宗教、玩賞和娛樂目的。肉和蛋的取用,並非雞馴養的最初目的,而是晚期出現的。

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現今雞用於娛樂的目的,還流行於中國、菲律賓、泰國等東南亞地區。當地有養鬥雞的養家專門培訓,出賽時兩隻鬥雞被挑逗,以致雞毛直豎,鬥雞的眼睛亦集中到敵雞,形成「鬥雞眼」,當養家放手,兩隻鬥雞即開始激鬥,直到其中一隻不敵倒地為止。鬥雞除了是一項博弈活動,也是某些地區的民俗活動。

但是愛護動物人士抨擊鬥雞為一種虐待雞隻的行為,因為較為激進的飼主們,在比賽時,會在公雞的距(蹠骨後上方突出的部位)上,綁上銳利的尖刀,當雞在打鬥時會慣性跳飛上來,雙爪由上往下抓,來攻擊對方,此時綁在爪上的尖刀,猶如武士刀似的由上往下砍,被刀劃到的雞隻,立即鮮血直流。

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鬥雞除了是一項博弈活動,也是某些地區的民俗活動。但是愛護動物人士抨擊鬥雞為一種虐待雞隻的行為,因為較為激進的飼主們,在比賽時,會在公雞的距上,綁上銳利的尖刀。圖/By Alex Castro, CC BY 2.0, wikimedia commons

《戰國策.齊策》最早記載中國先秦時期的鬥雞娛樂:「臨淄之中七萬戶……其民無不吹竽鼓瑟,彈琴擊築,鬥雞走狗,六博蹋鞠者。」鬥雞的風氣在春秋時代就很盛行,特權階層的人物如王孫公子,就曾為鬥雞輸贏等面子問題大動干戈。鬥雞以後又推廣到軍中,用以激勵戰士的勇氣,提高兵卒的鬥志。除了鬥雞,不同文化選育出的雞,也因目的的不同而帶有不同特徵。

為了宗教的理由,有些地區人民選育白色的公雞是作為復活、生命誕生的象徵;羅馬人也選育黑色公雞,作為對庫柏勒女神(Cybèle)的祭品;在印度西北部谷地,選雞的目的則是用來作為鬥雞使用;而在古波斯及美索不達米亞平原上的國家,則是用來食用牠們的肉及蛋;日本的玩賞者也選育出長尾雞、長鳴雞等珍禽。世界各地的雞隻愛好者,也收集、保留和選拔了許多有趣的性狀。

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台灣的家雞又從哪裡來?

台灣目前馴養的雞,從歷史上推衍,最早可能是台灣原住民飼養的少數馴化野雞,明代漢人來台將中國雞種帶進台灣,其間曾有荷蘭人、西班牙人來台,是否曾引進歐洲雞種,在文獻上卻沒有記載。日據時代曾經引進名古屋種、三河種、澳洲黑、鬥雞與矮雞等雞種。光復之後,亦曾向美國引進紐漢西雞種。因此所謂的台灣土雞,就是指台灣本地雞混雜不同時期引進的雞種之後代。

根據《台灣畜產資源》所載:「本地雞品種甚多,毛色複雜,無固定品種特徵,體質強健,戀巢性亦強,適應環境之能力,較任何雞為大,並適於粗飼料。標準體重:雄 2.0 公斤;雌 1.5 公斤。年產卵 60 ~ 80 個,一個卵之重量自 37 至 45 公克,不適產卵,宜於肉用。台灣民間飼養者,95% 以上,屬於這類雞種。」

之後,家禽飼養者又陸續從各地引進不同的雞種,進行生長快、體型大的改良,目前台灣商用的土雞儼然已自成一個特有的品種。其特徵是大而直立的雞冠與高比例的腿部肌肉。

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商用的土雞是以大體型、生長快速為主,因為體重屬高遺傳率的性狀且是萬中取一,因此商業的土雞在體型、生長快速方面有非常顯著的遺傳改進。圖/By Adam Ward, CC BY-SA 2.0, wikimedia commons

根據最近的調查研究,生長至 13 週齡的公雞體重可達 3.2 公斤,母雞則為 2.7 公斤。台灣土雞的育種研究,分別在國立中興大學與農委會畜產試驗所進行,均歷經近三十世代的遺傳改進,成就斐然。尤其中興大學的選拔品系搭上「農業生物技術國家型科技計畫」的列車,發表了近二十篇的學術論文於國際期刊上,台灣土雞的科學研究登上國際舞台,鼓舞了世界各國對於本地農業生物資源重視。

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商用的土雞是以大體型、生長快速為主,農民大都是從商用雞場中挑選體型最大者回來當種雞,因為體重屬高遺傳率的性狀且是萬中取一,因此商業的土雞在體型、生長快速方面有非常顯著的遺傳改進。不過也衍生出種雞生蛋越來越少的問題(產蛋與體重遺傳上是負相關的),目前將導入長期選擇產蛋的品系與商用土雞雜交,建立配種的生產制度,可以利用雜交優勢(heterosis)改進種雞產蛋的能力。

馴養過程意外保留了豐富的遺傳資源

雞在科學研究雞在馴養的過程中,一個重要的結果,就是一些突變的基因被保留了下來,演變至今已成了豐富的畜產遺傳資源。因此,雞已成為現今遺傳學研究的重要動物。

雞除了是第一個讓人馴養的鳥類,也是唯一源自東南亞,而且是來自熱帶而遍布全球的馴養動物。在遺傳學尚未誕生之前,家禽飼養者即懂得如何培育他們所喜好的動物。影響多數家禽性狀的遺傳基礎是數量性的,也就是由多基因控制的,並且還有複雜的基因多效性(pleiotropy)和上位效應(epistasis)等問題,雖然在現今遺傳學的知識中,尚有多基因在配子減數分裂造成的複雜機率問題,但家禽育種者根據的動物「表現型」進行親代的選擇,在歷史的長河中,他們也成功地達到所需要的目的。

馴養家禽的過程中,一些突變基因保存下來,雖然這些突變在自然環境中有可能是不利的,但在人工環境下卻是有利的。例如白色動物在野外容易被發現,而成了獵食的目標;絲羽的動物無法飛行,也無法有效保暖,在野外很快也會被淘汰;短腳脛動物不利扒土覓蟲,不易獲取食物,而且胚胎有較高的死亡率。因此,在沒有人類的干預下,馴養動物的許多性狀也會消失。

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馴養家禽的過程中,一些突變基因保存下來,雖然這些突變在自然環境中有可能是不利的,但在人工環境下卻是有利的。例如白色動物在野外容易被發現,而成了獵食的目標。圖/By Bodlina, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons

雞胚胎發育學研究,已有百年的歷史,雞胚現在仍是胚胎學實驗最常用的實驗材料。遺傳學上重要的觀念,例如對偶基因(allele)、遺傳連鎖(genetic linkage)和上位效應(epistasis)等,都是透過研究雞的遺傳學而得到的。雞在人類馴養的 8000 年中,已產生並保留下許多有趣的突變。家雞的族群數量,也是所有馴養動物中最大量的,估計全球約有超過 240 億隻雞,如果每隻雞都能繁衍後代,其基因體中每個鹼基平均每年能突變約 40 次!當然,並非所有突變都能保留下來,不過許多突變能讓人類給選擇而保留下來。

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同樣是家雞,怎麼有這麼多長得不一樣的兄弟姊妹?

家雞的種內形態多樣性也是所有鳥類中最高的,瞭解這些形態差異的遺傳基礎,也有助於瞭解不同鳥類形態演化的遺傳基礎。家雞除了是第一種馴養的鳥類,雞也是第一個完成基因體定序的畜牧動物。

雞的基因體定序成果發表於 2004 年,使用的是來自馬來西亞的紅色叢林雞 UCD 001,產生有大約 10 億個鹼基的序列資訊,有助於我們進一步瞭解脊椎動物的演化和發育。鳥類的基因體大小約為哺乳動物的三分之一,而基因數量則差不多,約 2 萬多個。由於囓齒類發生了較高的染色體重組事件,人類和家雞在染色體上的排列順序,反而比同樣是哺乳動物的人和鼠更為接近。也由於鳥類的基因體比哺乳動物來得精簡,讓科學家能夠利用雞的基因體來研究非編碼區 DNA 的功能。

家雞的種內形態多樣性是所有鳥類中最高的,尤其是羽毛的形態變化更是五花八門,例如捲毛雞(又稱鳳梨雞)的捲曲羽毛是一種有趣的性狀,還有台灣人熟知的烏骨雞有絲羽、冠毛和毛腳的性狀。

捲毛雞的捲曲羽毛與一種角質蛋白質(K75)的變異有關。圖/FarzanaL@flickr
捲毛雞的捲曲羽毛與一種角質蛋白質(K75)的變異有關。圖/FarzanaL@flickr

筆者和美國南加州大學病理系教授鍾正明院士合作的研究初步結果發現,捲毛與一種角質蛋白質(K75)的變異有關。突變的 K75 蛋白質在中間一段保守區域中缺失了 23 個胺基酸,當我們把突變的 K75 基因調出來放置於禽類病毒載體中,感染了病毒的羽毛幹細胞重長出之羽毛便形成異常捲曲。有趣的是,同一個蛋白質在人類的突變,可能和一種稱作假性毛囊炎(pseudofolliculitis barbae)的皮膚病有關,此病患者多為非洲裔,他們的毛髮或鬍鬚在剃掉重長時,重長的毛髮或鬍鬚會因捲曲而刺入毛囊內造成發炎症狀。

今日畜牧業大規模馴養的家雞,是經過數千年的馴養而來的,雖然馴養早期的目的可能是宗教或娛樂,使得家雞在人類文化中扮演重要的角色。我們今天常吃的雞肉和雞蛋,已成了人類重要的動物蛋白質來源。在家雞育種的過程中,基於許多不同需求,也培育選拔出多種獨特的性狀。家雞多樣的性狀是豐富的遺傳資源,使得家雞成為重要的遺傳學及發育生物學的模式動物。然而,現代化農業講求的經濟效益,卻使得全球各地培養出的特殊雞種,面臨消失的問題,家雞遺傳多樣性的保育,也會是我們今後必須面對的重要課題。

參考資料: 

  • West, B. and Zhou, B-X., Did chickens go north? New evidence for domestication. Journal of Archaeological Science 15:515-533, 1988.
  • 陳志峰編譯,2006。雞隻外貌的遺傳多樣性。藝軒圖書出版社,台北市,183頁。
  • 黃貞祥、陳志峰,〈家雞的起源〉,《科學人》2010年9月號。
  • 黃貞祥,〈家雞的遺傳〉,《科學研習月刊》2011年12月號。
  • 黃貞祥、陳志峰,〈家雞的馴養〉,《科學月刊》2012年6月號。
  • 國立中興大學地方雞種遺傳資源中心:http://www.as.nchu.edu.tw/chicken/
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Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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「融合蛋白」如何全方位圍剿狡猾癌細胞
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/11/07 ・5944字 ・閱讀時間約 12 分鐘

本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作,泛科學企劃執行

我們知道癌症是台灣人健康的頭號公敵。 為此,我們花了很多時間介紹最新、最有效的抗癌方法之一:免疫療法

免疫療法中最重要的技術就是抗體藥物。科學家會人工製造一批抗體去標記癌細胞。它們就像戰場上的偵察無人機,能精準鎖定你體內的敵人——癌細胞,為它們打上標記,然後引導你的免疫系統展開攻擊。

這跟化療、放射線治療那種閉著眼睛拿機槍亂掃不同。免疫療法是重新叫醒你的免疫系統,為身體「上buff (增益) 」來抗癌,副作用較低,因此備受好評。

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但尷尬的是,經過幾年的臨床考驗,科學家發現:光靠抗體對抗癌症,竟然已經不夠用了。

事情是這樣的,臨床上醫生與科學家逐漸發現:這個抗體標記,不是容易損壞,就是癌細胞同時設有多個陷阱關卡,只靠叫醒免疫細胞,還是難以發揮戰力。

但好消息是,我們的生技工程也大幅進步了。科學家開始思考:如果這台偵察無人機只有「標記」這一招不夠用,為什麼不幫它升級,讓它多學幾招呢?

這個能讓免疫藥物(偵察無人機)大進化的訓練器,就是今天的主角—融合蛋白(fusion protein)

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融合蛋白(fusion protein)/ 圖片來源:wikipedia

融合蛋白是什麼?

免疫療法遇到的問題,我們可以這樣理解:想像你的身體是一座國家,病毒、細菌、腫瘤就是入侵者;而抗體,就是我們派出的「偵察無人機」。

當我們透過注射放出這支無人機群進到體內,它能迅速辨識敵人、緊抓不放,並呼叫其他免疫單位(友軍)一同解決威脅。過去 20 年,最強的偵查機型叫做「單株抗體」。1998年,生技公司基因泰克(Genentech)推出的藥物赫賽汀(Herceptin),就是一款針對 HER2 蛋白的單株抗體,目標是治療乳癌。

這支無人機群為什麼能對抗癌症?這要歸功於它「Y」字形的小小抗體分子,構造看似簡單,卻蘊藏巧思:

  • 「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」。
  • 「Y」 字形的「尾巴」就是我們說的「標籤」,它能通知免疫系統啟動攻擊,稱為結晶區域片段「Fc 區域」。具體來說,當免疫細胞在體內巡邏,免疫細胞上的 Fc 受體 (FcR) 會和 Fc區域結合,進而認出病原體或感染細胞,接著展開清除。

更厲害的是,這個 Fc 區域標籤還能加裝不同功能。一般來說,人體內多餘的分子,會被定期清除。例如,細胞內會有溶酶體不斷分解多餘的物質,或是血液經過肝臟時會被代謝、分解。那麼,人造抗體對身體來說,屬於外來的東西,自然也會被清除。

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而 Fc區域會與細胞內體上的Fc受體結合,告訴細胞「別分解我」的訊號,阻止溶酶體的作用。又或是單純把標籤做的超大,例如接上一段長長的蛋白質,或是聚乙二醇鏈,讓整個抗體分子的大小,大於腎臟過濾孔的大小,難以被腎臟過濾,進而延長抗體在體內的存活時間。

偵測器(Fab)加上標籤(Fc)的結構,使抗體成為最早、也最成功的「天然設計藥物」。然而,當抗體在臨床上逐漸普及,一個又一個的問題開始浮現。抗體的強項在於「精準鎖定」,但這同時也是它的限制。

「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」/ 圖片來源:shutterstock

第一個問題:抗體只能打「魔王」,無法毀掉「魔窟」。 

抗體一定要有一個明確的「標的物」才能發揮作用。這讓它在針對「腫瘤」或「癌細胞本身」時非常有效,因為敵人身上有明顯標記。但癌細胞的形成與惡化,是細胞在「生長、分裂、死亡、免疫逃脫」這些訊號通路上被長期誤導的結果。抗體雖然勇猛,卻只能針對已經帶有特定分子的癌細胞魔王,無法摧毀那個孕育魔王的系統魔窟。這時,我們真正欠缺的是能「調整」、「模擬」或「干擾」這些錯誤訊號的藥物。

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第二個問題:開發產線的限制。

抗體的開發,得經過複雜的細胞培養與純化程序。每次改變結構或目標,幾乎都要重新開發整個系統。這就像你無法要求一台偵測紅外線的無人機,明天立刻改去偵測核輻射。高昂的成本與漫長的開發時間,讓新產線難以靈活創新。

為了讓免疫藥物能走向多功能與容易快速製造、測試的道路,科學家急需一個更工業化的藥物設計方式。雖然我們追求的是工業化的設計,巧合的是,真正的突破靈感,仍然來自大自然。

在自然界中,基因有時會彼此「融合」成全新的組合,讓生物獲得額外功能。例如細菌,它們常仰賴一連串的酶來完成代謝,中間產物要在細胞裡來回傳遞。但後來,其中幾個酶的基因彼此融合,而且不只是基因層級的合併,產出的酶本身也變成同一條長長的蛋白質。

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結果,反應效率大幅提升。因為中間產物不必再「跑出去找下一個酶」,而是直接在同一條生產線上完成。對細菌來說,能更快處理養分、用更少能量維持生存,自然形成適應上的優勢,這樣的融合基因也就被演化保留下來。

科學家從中得到關鍵啟發:如果我們也能把兩種有用的蛋白質,「人工融合」在一起,是否就能創造出更強大的新分子?於是,融合蛋白(fusion protein)就出現了。

以假亂真:融合蛋白的HIV反制戰

融合蛋白的概念其實很直覺:把兩種以上、功能不同的蛋白質,用基因工程的方式「接起來」,讓它們成為同一個分子。 

1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。

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我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。

麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。

一旦成功結合,就會啟動一連串反應,讓病毒外殼與細胞膜融合。HIV 進入細胞內後會不斷複製並破壞免疫細胞,導致免疫系統逐漸崩潰。

為了逆轉這場悲劇,融合蛋白 CD4 免疫黏附素登場了。它的結構跟抗體類似,由由兩個不同段落所組成:一端是 CD4 假受體,另一端則是剛才提到、抗體上常見的 Fc 區域。當 CD4 免疫黏附素進入體內,它表面的 CD4 假受體會主動和 HIV 的 gp120 結合。

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厲害了吧。 病毒以為自己抓到了目標細胞,其實只是被騙去抓了一個假的 CD4。這樣 gp120 抓不到 CD4 淋巴球上的真 CD4,自然就無法傷害身體。

而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。

不過,這裡有個關鍵細節。

在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。

從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思

融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。

我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。

不過,如果你只是單純把兩段基因硬接起來,那失敗就是必然的。因為兩個蛋白會互相「打架」,導致摺疊錯亂、功能全毀。

這時就需要一個小幫手:連接子(linker)。它的作用就像中間的彈性膠帶,讓兩邊的蛋白質能自由轉動、互不干擾。最常見的設計,是用多個甘胺酸(G)和絲胺酸(S)組成的柔性小蛋白鏈。

設計好這段 DNA 之後,就能把它放進細胞裡,讓細胞幫忙「代工」製造出這個融合蛋白。接著,科學家會用層析、電泳等方法把它純化出來,再一一檢查它有沒有摺疊正確、功能是否完整。

如果一切順利,這個人工設計的融合分子,就能像自然界的蛋白一樣穩定運作,一個全新的「人造分子兵器」就此誕生。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一。而且現在的融合蛋白,早就不只是「假受體+Fc 區域」這麼單純。它已經跳脫模仿抗體,成為真正能自由組裝、自由設計的生物積木。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一 / 圖片來源:wikipedia

融合蛋白的強項,就在於它能「自由組裝」。

以抗體為骨架,科學家可以接上任何想要的功能模組,創造出全新的藥物型態。一般的抗體只能「抓」(標記特定靶點);但融合蛋白不只會抓,還能「阻斷」、「傳遞」、甚至「調控」訊號。在功能模組的加持下,它在藥物設計上,幾乎像是一個分子級的鋼鐵蜘蛛人裝甲。

一般來說,當我們選擇使用融合蛋白時,通常會期待它能發揮幾種關鍵效果:

  1. 療效協同: 一款藥上面就能同時針對多個靶點作用,有機會提升治療反應率與持續時間,達到「一藥多效」的臨床價值。
  2. 減少用藥: 原本需要兩到三種單株抗體聯合使用的療法,也許只要一種融合蛋白就能搞定。這不僅能減少給藥次數,對病人來說,也有機會因為用藥減少而降低治療成本。
  3. 降低毒性風險: 經過良好設計的融合蛋白,可以做到更精準的「局部活化」,讓藥物只在目標區域發揮作用,減少副作用。

到目前為止,我們了解了融合蛋白是如何製造的,也知道它的潛力有多大。

那麼,目前實際成效到底如何呢?

一箭雙鵰:拆解癌細胞的「偽裝」與「內奸」

2016 年,德國默克(Merck KGaA)展開了一項全新的臨床試驗。 主角是一款突破性的雙功能融合蛋白──Bintrafusp Alfa。這款藥物的厲害之處在於,它能同時封鎖 PD-L1 和 TGF-β 兩條免疫抑制路徑。等於一邊拆掉癌細胞的偽裝,一邊解除它的防護罩。

PD-L1,我們或許不陌生,它就像是癌細胞身上的「偽裝良民證」。當 PD-L1 和免疫細胞上的 PD-1 受體結合時,就會讓免疫系統誤以為「這細胞是自己人」,於是放過它。我們的策略,就是用一個抗體或抗體樣蛋白黏上去,把這張「偽裝良民證」封住,讓免疫系統能重新啟動。

但光拆掉偽裝還不夠,因為癌細胞還有另一位強大的盟友—一個起初是我軍,後來卻被癌細胞收買、滲透的「內奸」。它就是,轉化生長因子-β,縮寫 TGF-β。

先說清楚,TGF-β 原本是體內的秩序管理者,掌管著細胞的生長、分化、凋亡,還負責調節免疫反應。在正常細胞或癌症早期,它會和細胞表面的 TGFBR2 受體結合,啟動一連串訊號,抑制細胞分裂、減緩腫瘤生長。

但當癌症發展到後期,TGF-β 跟 TGFBR2 受體之間的合作開始出問題。癌細胞表面的 TGFBR2 受體可能突變或消失,導致 TGF-β 不但失去了原本的抑制作用,反而轉向幫癌細胞做事

它會讓細胞骨架(actin cytoskeleton)重新排列,讓細胞變長、變軟、更有彈性,還能長出像觸手的「偽足」(lamellipodia、filopodia),一步步往外移動、鑽進組織,甚至進入血管、展開全身轉移。

更糟的是,這時「黑化」的 TGF-β 還會壓抑免疫系統,讓 T 細胞和自然殺手細胞變得不再有攻擊力,同時刺激新血管生成,幫腫瘤打通營養補給線。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」。就像 1989 年的 CD4 免疫黏附素用「假受體」去騙 HIV 一樣,這個融合蛋白在體內循環時,會用它身上的「陷阱」去捕捉並中和游離的 TGF-β。這讓 TGF-β 無法再跟腫瘤細胞或免疫細胞表面的天然受體結合,從而鬆開了那副壓抑免疫系統的腳鐐。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」/ 情境圖來源:shutterstock

告別單一解方:融合蛋白的「全方位圍剿」戰

但,故事還沒完。我們之前提過,癌細胞之所以難纏,在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

而近年我們發現,癌細胞的「偽良民證」至少就有兩張:一張是 PD-L1;另一張是 CD-47。CD47 是癌細胞向巨噬細胞展示的「別吃我」訊號,當它與免疫細胞上的 SIRPα 結合時,就會抑制吞噬反應。

為此,總部位於台北的漢康生技,決定打造能同時對付 PD-L1、CD-47,乃至 TGF-β 的三功能生物藥 HCB301。

雖然三功能融合蛋白聽起來只是「再接一段蛋白」而已,但實際上極不簡單。截至目前,全球都還沒有任何三功能抗體或融合蛋白批准上市,在臨床階段的生物候選藥,也只佔了整個生物藥市場的 1.6%。

漢康生技透過自己開發的 FBDB 平台技術,製作出了三功能的生物藥 HCB301,目前第一期臨床試驗已經在美國、中國批准執行。

免疫療法絕對是幫我們突破癌症的關鍵。但我們也知道癌症非常頑強,還有好幾道關卡我們無法攻克。既然單株抗體在戰場上顯得單薄,我們就透過融合蛋白,創造出擁有多種功能模組的「升級版無人機」。

融合蛋白強的不是個別的偵查或阻敵能力,而是一組可以「客製化組裝」的平台,用以應付癌細胞所有的逃脫策略。

Catch Me If You Can?融合蛋白的回答是:「We Can.」

未來癌症的治療戰場,也將從尋找「唯一解」,轉變成如何「全方位圍剿」癌細胞,避免任何的逃脫。

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解密機器人如何學會思考、觸摸與變形
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/09/09 ・6820字 ・閱讀時間約 14 分鐘

本文與 Perplexity 合作,泛科學企劃執行

「Hello. I am… a robot.」

在我們的記憶裡,機器人的聲音就該是冰冷、單調,不帶一絲情感 。它們的動作僵硬,肢體不協調,像一個沒有靈魂的傀儡,甚至啟發我們創造了機械舞來模仿那獨特的笨拙可愛。但是,現今的機器人發展不再只會跳舞或模仿人聲,而是已經能獨立完成一場膽囊切除手術。

就在2025年,美國一間實驗室發表了一項成果:一台名為「SRT-H」的機器人(階層式手術機器人Transformer),在沒有人類醫師介入的情況下,成功自主完成了一場完整的豬膽囊切除手術。SRT-H 正是靠著從錯誤中學習的能力,最終在八個不同的離體膽囊上,達成了 100% 的自主手術成功率。

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這項成就的意義重大,因為過去機器人手術的自動化,大多集中在像是縫合這樣的單一「任務」上。然而,這一場完整的手術,是一個包含數十個步驟、需要連貫策略與動態調整的複雜「程序」。這是機器人首次在包含 17 個步驟的完整膽囊切除術中,實現了「步驟層次的自主性」。

這就引出了一個讓我們既興奮又不安的核心問題:我們究竟錯過了什麼?機器人是如何在我們看不見的角落,悄悄完成了從「機械傀儡」到「外科醫生」的驚人演化?

這趟思想探險,將為你解密 SRT-H 以及其他五款同樣具備革命性突破的機器人。你將看到,它們正以前所未有的方式,發展出生物般的觸覺、理解複雜指令、學會團隊合作,甚至開始自我修復與演化,成為一種真正的「準生命體」 。

所以,你準備好迎接這個機器人的新紀元了嗎?

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只靠模仿還不夠?手術機器人還需要學會「犯錯」與「糾正」

那麼,SRT-H 這位機器人的外科大腦,究竟藏著什麼秘密?答案就在它創新的「階層式框架」設計裡 。

你可以想像,SRT-H 的腦中,住著一個分工明確的兩人團隊,就像是漫畫界的傳奇師徒—黑傑克與皮諾可 。

  • 第一位,是動口不動手的總指揮「黑傑克」: 它不下達具體的動作指令,而是在更高維度的「語言空間」中進行策略規劃 。它發出的命令,是像「抓住膽管」或「放置止血夾」這樣的高層次任務指令 。
  • 第二位,是靈巧的助手「皮諾可」: 它負責接收黑傑克的語言指令,並將這些抽象的命令,轉化為機器手臂毫釐不差的精準運動軌跡 。

但最厲害的還不是這個分工,而是它們的學習方式。SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。但這還只是開始,研究人員在訓練過程中,會刻意讓它犯錯,並向它示範如何從抓取失敗、角度不佳等糟糕的狀態中恢復過來 。這種獨特的訓練方法,被稱為「糾正性示範」 。

SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。 / 圖片來源:shutterstock

這項訓練,讓 SRT-H 學會了一項外科手術中最關鍵的技能:當它發現執行搞砸了,它能即時識別偏差,並發出如「重試抓取」或「向左調整」等「糾正性指令」 。這套內建的錯誤恢復機制至關重要。當研究人員拿掉這個糾正能力後,機器人在遇到困難時,要不是完全失敗,就是陷入無效的重複行為中 。

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正是靠著這種從錯誤中學習、自我修正的能力,SRT-H 最終在八次不同的手術中,達成了 100% 的自主手術成功率 。

SRT-H 證明了機器人開始學會「思考」與「糾錯」。但一個聰明的大腦,足以應付更混亂、更無法預測的真實世界嗎?例如在亞馬遜的倉庫裡,機器人不只需要思考,更需要實際「會做事」。

要能精準地與環境互動,光靠視覺或聽覺是不夠的。為了讓機器人能直接接觸並處理日常生活中各式各樣的物體,它就必須擁有生物般的「觸覺」能力。

解密 Vulcan 如何學會「觸摸」

讓我們把場景切換到亞馬遜的物流中心。過去,這裡的倉儲機器人(如 Kiva 系統)就像放大版的掃地機器人,核心行動邏輯是極力「避免」與周遭環境發生任何物理接觸,只負責搬運整個貨架,再由人類員工挑出包裹。

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但 2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan。在亞馬遜的物流中心裡,商品被存放在由彈性帶固定的織物儲物格中,而 Vulcan 的任務是必須主動接觸、甚至「撥開」彈性織網,再從堆放雜亂的儲物格中,精準取出單一包裹,且不能造成任何損壞。

2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan / 圖片引用:https://www.aboutamazon.com/news

Vulcan 的核心突破,就在於它在「拿取」這個動作上,學會了生物般的「觸覺」。它靈活的機械手臂末端工具(EOAT, End-Of-Arm Tool),不僅配備了攝影機,還搭載了能測量六個自由度的力與力矩感測器。六個自由度包含上下、左右、前後的推力,和三個維度的旋轉力矩。這就像你的手指,裡頭分布著非常多的受器,不只能感測壓力、還能感受物體橫向拉扯、運動等感觸。

EOAT 也擁有相同精確的「觸覺」,能夠在用力過大之前即時調整力道。這讓 Vulcan 能感知推動一個枕頭和一個硬紙盒所需的力量不同,從而動態調整行為,避免損壞貨物。

其實,這更接近我們人類與世界互動的真實方式。當你想拿起桌上的一枚硬幣時,你的大腦並不會先計算出精準的空間座標。實際上,你會先把手伸到大概的位置,讓指尖輕觸桌面,再沿著桌面滑動,直到「感覺」到硬幣的邊緣,最後才根據觸覺決定何時彎曲手指、要用多大的力量抓起這枚硬幣。Vulcan 正是在學習這種「視覺+觸覺」的混合策略,先用攝影機判斷大致的空間,再用觸覺回饋完成最後精細的操作。

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靠著這項能力,Vulcan 已經能處理亞馬遜倉庫中約 75% 的品項,並被優先部署來處理最高和最低層的貨架——這些位置是最容易導致人類員工職業傷害的位置。這也讓自動化的意義,從單純的「替代人力」,轉向了更具建設性的「增強人力」。

SRT-H 在手術室中展現了「專家級的腦」,Vulcan 在倉庫中演化出「專家級的手」。但你發現了嗎?它們都還是「專家」,一個只會開刀,一個只會揀貨。雖然這種「專家型」設計能有效規模化、解決痛點並降低成本,但機器人的終極目標,是像人類一樣成為「通才」,讓單一機器人,能在人類環境中執行多種不同任務。

如何教一台機器人「舉一反三」?

你問,機器人能成為像我們一樣的「通才」嗎?過去不行,但現在,這個目標可能很快就會實現了。這正是 NVIDIA 的 GR00T 和 Google DeepMind 的 RT-X 等專案的核心目標。

過去,我們教機器人只會一個指令、一個動作。但現在,科學家們換了一種全新的教學思路:停止教機器人完整的「任務」,而是開始教它們基礎的「技能基元」(skill primitives),這就像是動作的模組。

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例如,有負責走路的「移動」(Locomotion) 基元,和負責抓取的「操作」(Manipulation) 基元。AI 模型會透過強化學習 (Reinforcement Learning) 等方法,學習如何組合這些「技能基元」來達成新目標。

舉個例子,當 AI 接收到「從冰箱拿一罐汽水給我」這個新任務時,它會自動將其拆解為一系列已知技能的組合:首先「移動」到冰箱前、接著「操作」抓住把手、拉開門、掃描罐子、抓住罐子、取出罐子。AI T 正在學會如何將這些單一的技能「融合」在一起。有了這樣的基礎後,就可以開始來大量訓練。

當多重宇宙的機器人合體練功:通用 AI 的誕生

好,既然要學,那就要練習。但這些機器人要去哪裡獲得足夠的練習機會?總不能直接去你家廚房實習吧。答案是:它們在數位世界裡練習

NVIDIA 的 Isaac Sim 等平台,能創造出照片級真實感、物理上精確的模擬環境,讓 AI 可以在一天之內,進行相當於數千小時的練習,獨自刷副本升級。這種從「模擬到現實」(sim-to-real)的訓練管線,正是讓訓練這些複雜的通用模型變得可行的關鍵。

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DeepMind 的 RT-X 計畫還發現了一個驚人的現象:用來自多種「不同類型」機器人的數據,去訓練一個單一的 AI 模型,會讓這個模型在「所有」機器人上表現得更好。這被稱為「正向轉移」(positive transfer)。當 RT-1-X 模型用混合數據訓練後,它在任何單一機器人上的成功率,比只用該機器人自身數據訓練的模型平均提高了 50%。

這就像是多重宇宙的自己各自練功後,經驗值合併,讓本體瞬間變強了。這意味著 AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。

AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。/ 圖片來源:shutterstock

不再是工程師,而是「父母」: AI 的新學習模式

這也導向了一個科幻的未來:或許未來可能存在一個中央「機器人大腦」,它可以下載到各種不同的身體裡,並即時適應新硬體。

這種學習方式,也從根本上改變了我們與機器人的互動模式。我們不再是逐行編寫程式碼的工程師,而是更像透過「示範」與「糾正」來教導孩子的父母。

NVIDIA 的 GR00T 模型,正是透過一個「數據金字塔」來進行訓練的:

  • 金字塔底層: 是大量的人類影片。
  • 金字塔中層: 是海量的模擬數據(即我們提過的「數位世界」練習)。
  • 金字塔頂層: 才是最珍貴、真實的機器人操作數據。

這種模式,大大降低了「教導」機器人新技能的門檻,讓機器人技術變得更容易規模化與客製化。

當機器人不再是「一個」物體,而是「任何」物體?

我們一路看到了機器人如何學會思考、觸摸,甚至舉一反三。但這一切,都建立在一個前提上:它們的物理形態是固定的。

但,如果連這個前提都可以被打破呢?這代表機器人的定義不再是固定的形態,而是可變的功能:它能改變身體來適應任何挑戰,不再是一台單一的機器,而是一個能根據任務隨選變化的物理有機體。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院特別具有代表性,該學院的仿生機器人實驗室(Bioinspired Robotics Group, BIRG)2007 年就打造模組化自重構機器人 Roombots。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)特別具有代表性。該學院的仿生機器人實驗室(BIRG)在 2007 年就已打造出模組化自重構機器人 Roombots。而 2023 年,來自 EPFL 的另一個實驗室——可重組機器人工程實驗室(RRL),更進一步推出了 Mori3,這是一套把摺紙藝術和電腦圖學巧妙融合的模組化機器人系統。

2023 年來自 EPFL 的另一個實驗室—可重組機器人工程實驗室(RRL)推出了 Mori3 © 2023 Christoph Belke, EPFL RRL

Mori3 的核心,是一個個小小的三角形模組。別看它簡單,每個模組都是一個獨立的機器人,有自己的電源、馬達、感測器和處理器,能獨立行動,也能和其他模組合作。最厲害的是,它的三條邊可以自由伸縮,讓這個小模組本身就具備「變形」能力。

當許多 Mori3 模組連接在一起時,就能像一群活的拼圖一樣,從平面展開,組合成各種三維結構。研究團隊將這種設計稱為「物理多邊形網格化」。在電腦圖學裡,我們熟悉的 3D 模型,其實就是由許多多邊形(通常是三角形)拼湊成的網格。Mori3 的創新之處,就是把這種純粹的數位抽象,真正搬到了現實世界,讓模組們化身成能活動的「實體網格」。

這代表什麼?團隊已經展示了三種能力:

  • 移動:他們用十個模組能組合成一個四足結構,它能從平坦的二維狀態站立起來,並開始行走。這不只是結構變形,而是真正的協調運動。
  • 操縱: 五個模組組合成一條機械臂,撿起物體,甚至透過末端模組的伸縮來擴大工作範圍。
  • 互動: 模組們能形成一個可隨時變形的三維曲面,即時追蹤使用者的手勢,把手的動作轉換成實體表面的起伏,等於做出了一個會「活」的觸控介面。

這些展示,不只是實驗室裡的炫技,而是真實證明了「物理多邊形網格化」的潛力:它不僅能構建靜態的結構,還能創造具備複雜動作的動態系統。而且,同一批模組就能在不同情境下切換角色。

想像一個地震後的救援場景:救援隊帶來的不是一台笨重的挖土機,而是一群這樣的模組。它們首先組合成一條長長的「蛇」形機器人,鑽入瓦礫縫隙;一旦進入開闊地後,再重組成一隻多足的「蜘蛛」,以便在不平的地面上穩定行走;發現受困者時,一部分模組分離出來形成「支架」撐住搖搖欲墜的橫樑,另一部分則組合成「夾爪」遞送飲水。這就是以任務為導向的自我演化。

這項技術的終極願景,正是科幻中的概念:可程式化物質(Programmable Matter),或稱「黏土電子學」(Claytronics)。想像一桶「東西」,你可以命令它變成任何你需要的工具:一支扳手、一張椅子,或是一座臨時的橋樑。

未來,我們只需設計一個通用的、可重構的「系統」,它就能即時創造出任務所需的特定機器人。這將複雜性從實體硬體轉移到了規劃重構的軟體上,是一個從硬體定義的世界,走向軟體定義的物理世界的轉變。

更重要的是,因為模組可以隨意分開與聚集,損壞時也只要替換掉部分零件就好。足以展現出未來機器人的適應性、自我修復與集體行為。當一群模組協作時,它就像一個超個體,如同蟻群築橋。至此,「機器」與「有機體」的定義,也將開始動搖。

從「實體探索」到「數位代理」

我們一路見證了機器人如何從單一的傀儡,演化為學會思考的外科醫生 (SRT-H)、學會觸摸的倉儲專家 (Vulcan)、學會舉一反三的通才 (GR00T),甚至是能自我重構成任何形態的「可程式化物質」(Mori3)。

但隨著機器人技術的飛速發展,一個全新的挑戰也隨之而來:在一個 AI 也能生成影像的時代,我們如何分辨「真實的突破」與「虛假的奇觀」?

舉一個近期的案例:2025 年 2 月,一則影片在網路上流傳,顯示一台人形機器人與兩名人類選手進行羽毛球比賽,並且輕鬆擊敗了人類。我的第一反應是懷疑:這太誇張了,一定是 AI 合成的影片吧?但,該怎麼驗證呢?答案是:用魔法打敗魔法。

在眾多 AI 工具中,Perplexity 特別擅長資料驗證。例如這則羽球影片的內容貼給 Perplexity,它馬上就告訴我:該影片已被查證為數位合成或剪輯。但它並未就此打住,而是進一步提供了「真正」在羽球場上有所突破的機器人—來自瑞士 ETH Zurich 團隊的 ANYmal-D

接著,選擇「研究模式」,就能深入了解 ANYmal-D 的詳細原理。原來,真正的羽球機器人根本不是「人形」,而是一台具備三自由度關節的「四足」機器人。

如果你想更深入了解,Perplexity 的「實驗室」功能,還能直接生成一份包含圖表、照片與引用來源的完整圖文報告。它不只介紹了 ANYmal-D 在羽球上的應用,更詳細介紹了瑞士聯邦理工學院發展四足機器人的完整歷史:為何選擇四足?如何精進硬體與感測器結構?以及除了運動領域外,四足機器人如何在關鍵的工業領域中真正創造價值。

AI 代理人:數位世界的新物種

從開刀、揀貨、打球,到虛擬練功,這些都是機器人正在學習「幫我們做」的事。但接下來,機器人將獲得更強的「探索」能力,幫我們做那些我們自己做不到的事。

這就像是,傳統網路瀏覽器與 Perplexity 的 Comet 瀏覽器之間的差別。Comet 瀏覽器擁有自主探索跟決策能力,它就像是數位世界裡的機器人,能成為我們的「代理人」(Agent)

它的核心功能,就是拆解過去需要我們手動完成的多步驟工作流,提供「專業代工」,並直接交付成果。

例如,你可以直接對它說:「閱讀這封會議郵件,檢查我的行事曆跟代辦事項,然後草擬一封回信。」或是直接下達一個複雜的指令:「幫我訂 Blue Origin 的太空旅遊座位,記得要來回票。」

接著,你只要兩手一攤,Perplexity 就會接管你的瀏覽器,分析需求、執行步驟、最後給你結果。你再也不用自己一步步手動搜尋,或是在不同網站上重複操作。

AI 代理人正在幫我們探索險惡的數位網路,而實體機器人,則在幫我們前往真實的物理絕境。

立即點擊專屬連結 https://perplexity.sng.link/A6awk/k74… 試用 Perplexity吧! 現在申辦台灣大哥大月付 599(以上) 方案,還可以獲得 1 年免費 Perplexity Pro plan 喔!(價值 新台幣6,750)

◆Perplexity 使用實驗室功能對 ANYmal-D 與團隊的全面分析 https://drive.google.com/file/d/1NM97…

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故人具雞黍?從田邊到餐桌,野雞的馴化之路
寒波_96
・2022/07/11 ・4063字 ・閱讀時間約 8 分鐘

雞這種動物被人類馴化至今,成為存在感最高的鳥類,不過最初的起源頗有爭議,有多種說法。一些文章甚至論文的訊息支離破碎,愈讀愈不對勁。

2022 年問世的一項研究,主張馴化雞誕生於東南亞,年代未滿 4000 年,並且提出一套合理的生態脈絡。不論新論點是否正確,都相當有參考價值,我們一起來瞧瞧。

馴化雞考古學的三大迷障

馴化雞的考古學至少有三大難題:

第一,以為是雞的骨頭,其實不是雞。
第二,真的是雞,卻是尚未馴化的野雞。
第三,真的是馴化雞,但是年代不對。

一套常見的說法是,馴化雞源自東亞北方,華北超過 8000 年前的新石器時代 。此一廣傳的說法其實莫名其妙,因為馴化雞的祖先肯定是紅色叢林雞(red junglefowl,學名 Gallus gallus,紅原雞),而紅色叢林雞住在東南亞,華南還有可能,華北未免太跳 tone。

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目前看來,華北及其周圍早期的「馴化雞」,要不是年代錯誤,沒有那麼早,就是辨識錯誤,把雉雞誤判為雞(pheasant,學名 Phasianus colchicus,環頸雉)。因此,好幾千年以前的華北並不存在馴化雞,更不可能是起源地。

台灣的環頸雉畫像。活跳跳的環頸雉不會被誤判為雞,但是遺址中零碎的骨頭,是考古學家的艱難考驗。
圖/ wiki 公有領域

還有兩套主流論點,一是源自南亞,距今 4600 年前開始的哈拉帕文明,另一是 6000 年前的東南亞 。上述觀點也被新研究否定,新的論點是:馴化雞源自東南亞,但是再早也不會超過 4000 年前太久。

始於東南亞,未滿 4000 年

考察世界各地約 600 處遺址,能肯定最早有雞出沒的遺址,位於泰國的 Ban Non Wat,最早距今 3600 多年。此處這個時期屬於新石器時代的農村,存在豬、狗這些馴化動物;遺址中不但出土雞骨,還有很高比例的小雞,很可能是人為飼養的結果。

之前問世的研究們,報告過許多「年代更早的馴化雞」,但是經過三大難題的刁難,都無法確定真的存在更早的馴化雞。印度最早的雞,如今可以肯定的年代,也比東南亞更晚一點。

不同野雞們,現代的地理分佈範圍。圖/參考資料 1

另一方面,遺傳學證據指出紅色叢林雞有 5 個亞種,馴化雞最接近東南亞的 Gallus gallus spadiceus,而南亞住著 Gallus gallus murghi。這是一項佐證,支持馴化雞並非源自南亞的印度、巴基斯坦,而是東南亞,至少在 3600 年前那個時刻已經馴化。

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遺址中雞骨年代容易誤判,以為更早

雞在東南亞馴化後,傳往各方。北邊的東亞北部,距今 3000 多年的商代遺址中有雞。日本在 2000 年前左右的彌生時代首度見到雞。

南太平洋島嶼的雞,顯然和南島族群的遷徙與交流有關。不清楚台灣什麼時候引進雞,不過我猜後來南島語族的雞,並非來自台灣,因為馴化雞的原產地東南亞,距離大洋洲更近得多。

各地點最早出現馴化雞的年代。這兒採取嚴格的判斷標準,年代可能比實際更晚。
圖/參考資料 1

中亞,已知最早的雞於阿爾泰地區出土,約 2500 年前的巴澤雷克文化墓葬。過去有個論點認為,歐洲的雞由中亞引進,更早之前又能追溯到東亞北部。上述說法如今看來並不成立,歐洲雞更可能來自西南亞的方向。

往印度洋、西南亞方向,可以肯定雞在 3000 多年已經來到中東,又傳到東北非的埃及。地中海東部的雞,接著又傳入歐洲。更南方的非洲,雞傳入的年代似乎比較晚,要等到一千多年前,應該不超過 2000 年。

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有趣的是,東非外海的馬達加斯加,居民為講南島語的南島語族,但是馬達加斯加語言中的雞,卻不是南島雞的名稱,反而來自非洲的班圖語。新研究推測,即使這兒的南島移民一開始帶雞前來,後來也被東非雞取代。

遺址中出土的雞骨。圖/參考資料 4

新研究列舉的各地年代,常常比原本認知更晚。過往研究中,雞骨的年代有多不可靠呢?同時問世的另一項研究,探討雞何時傳入歐洲。

直接對雞骨進行碳同位素定年,驚覺 23 個樣本中,只有 5 個符合其出土地層的年代,其餘都是比實際雞齡更早的誤判。最誇張的是,有幾件樣本明明只有幾十年,是不折不扣的現代雞,卻掉進新石器時代的地層,被誤會是好幾千歲的老司雞。

由此看來,雞骨很容易掉到更深的地層,從而被高估年代;並非由雞骨直接取樣定年的年代,都要謹慎使用。

同一件樣本,左邊是其出土地層的年代;右邊是直接由雞骨取樣,進行碳同位素定年的年代。
圖/參考資料 2

馴化雞的兩個條件:野雞碰上農夫

紅色叢林雞住在東南亞,為什麼馴化大成的年代不是 6000 年前,而是距今 4000 年以內呢?搞懂這件事,就能直接突破野雞馴化的關鍵。

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馴化,本質上是人與動物建立關係,那麼就要擺在文化與生態環境的背景中思考。

紅色叢林雞通常住在植物茂密的環境中,人類經營農業,種植稻米、小米,勢必改變植被,創造出更加開放,又有不少穀粒的環境。這會誘惑野生的紅色叢林雞,大幅增加與人類接觸的機會,促成馴化的契機。

考古學研究指出,東南亞大陸等到 4000 多年前,才開始出現有稻、小米等馴化生物的農業,進入新石器時代。野生的紅色叢林雞馴化為雞,假如和穀物農業密切相關,可想而知,馴化雞真正誕生的年代不會更早。

華南到東南亞地區,出土數千年前稻米和雞的遺址位置。圖/參考資料 1

有趣的是,東南亞的農業源自其北方:東亞南部的農夫,可是馴化雞沒有那麼快傳入東亞南部的稻米產區。詳情不明,也許是當時東南亞多半種旱稻,東亞南部主要種水稻,一開始的雞沒那麼適應。

故人具雞黍

假如馴化雞誕生的條件是「野雞碰上農夫」,回顧過往解釋馴化雞來歷的三大時空,東南亞 6000 年前沒有農夫,紅色叢林雞只能是野雞。南亞 4000 多年前的哈拉帕文明,以及華北 8000 年前的新石器時代,都已經存在穀物農業,但是華北不存在紅色叢林雞,故不可能為起源地。

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紅色叢林雞畫像。圖/由 wiki 公有領域

南亞地區比哈拉帕文明更早以前(哈拉帕常被稱為「印度古文明」或印度河流域文明,可是照現在的國家疆域,多數遺址其實位於巴基斯坦),已經經營農業,也一直存在紅色叢林雞,理論上滿足馴化雞誕生的條件。

南亞的紅色叢林雞為什麼沒有變成馴化雞,或是一度馴化過卻最終失敗,是有趣的問題。如今比較確定的是,東南亞的馴化雞引進後,和南亞本地的紅色叢林雞又培育出新的型號,成為有南亞特色的馴化雞。

這回的新研究強調,雞的傳播和穀物農業息息相關。原產地的東南亞大陸以外,南亞、中東、非洲東部,雞和穀物也往往同時存在,它們或許是一起傳播。

孟浩然詩句「故人具雞黍」,也許是世界很多地方普遍的現象。

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延伸閱讀

參考資料

  1. Peters, J., Lebrasseur, O., Irving-Pease, E. K., Paxinos, P. D., Best, J., Smallman, R., … & Larson, G. (2022). The biocultural origins and dispersal of domestic chickens. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(24), e2121978119.
  2. Best, J., Doherty, S., Armit, I., Boev, Z., Büster, L., Cunliffe, B., … & Sykes, N. (2022). Redefining the timing and circumstances of the chicken’s introduction to Europe and north-west Africa. Antiquity, 1-15.
  3. How the wild jungle fowl became the chicken
  4. Before chickens became food for people, they were regarded as special exotica

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。