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2011 年 3 月，一場大地震和隨之而來的海嘯，對日本東北部造成巨大的損害，但災難可遠遠不僅如此。地震與海嘯也侵襲了福島第一核電站，在各種天災與人禍下，最終發展成近年來最大的核事故。為了避免民眾受到核輻射的傷害，日本政府撤離了約 15 萬居民。雖然在後續幾年，部分地區因輻射量大幅降低，已陸續有民眾返回，但不少區域至今仍無人居住。人們撤離是要免受輻射的傷害，不過野生動物可無法撤離，因此這就讓科學家們好奇，這些核輻射究竟對牠們有怎樣的影響。由美國科羅拉多州立大學、喬治亞大學和日本的福島大學所組成的國際聯合團隊，近期發表在 Environment International 上的研究顯示，這些野生動物在核災後，長期暴露在輻射環境中，並沒有出現任何明顯的不良健康影響^[1]。

輻射究竟是什麼？

在福島核災之後，大眾普遍對「輻射」一詞充滿恐懼。但在我們害怕輻射以前，勢必得先了解輻射是甚麼，這樣才不會陷入不必要的恐懼之中。

輻射其實是很常見的現象。輻射是一種從中心點將能量向四面八方送出的方式，而這種方式可透過粒子或電磁波的形式。舉例來說，太陽所發出的太陽光是一種輻射、蠟燭的火光所發出的光與熱也是輻射，甚至手機與電腦螢幕發出的光也是輻射，因此講到這邊你應該就知道，輻射是稀鬆平常的事。

不是所有輻射都會造成危害

既然輻射很常見，那麼為何有些輻射對人體會有危害？這就與輻射的能量有關了。

前面提到，輻射是能量傳送的方式。若今天發出的輻射能量不高，那自然對人體不會有甚麼傷害。但如果發出的輻射能量極高，能改變甚至破壞如蛋白質和 DNA 等生物分子，這就會傷害人體了。在科學上，這種高能量且會傷害生物體的輻射被稱為「游離輻射」，而那些低能量也不會傷害生物體的輻射，則被稱為「非游離輻射」。因此輻射並非都是不好的，首先要明確知道所談的輻射種類為何，而我們在報章雜誌、社群媒體和科學文獻中看到，會傷害人體的輻射，指的都是游離輻射。在後面的文章中，我會用輻射一詞替代游離輻射，以方便閱讀。

輻射會改變與破壞生物分子，若輻射強度夠高，是能直接讓細胞死亡的。就算輻射強度沒那麼高，也足以改變細胞內部的構造，使其突變與癌化的機率大幅提高。而人們所懼怕的輻射傷害，很大程度就是後者的狀況。

輻射傷害可分為污染和暴露兩種。輻射暴露指身體直接受到外在輻射線之照射，會傷害人體但不會傳染影響他人；輻射污染是指身體內外留有會發出輻射之物質（又稱放射性物質），不僅會持續危害自身健康，也會導致接觸者被輻射污染物所傷害。而在福島第一核電廠發生爆炸後，大量的放射性物質便隨著爆炸散佈到空氣中。這些在空氣中的放射性物質，會隨著重力沉降或降雨等方式回到地表，沉降累積在土壤、河川或海洋中，讓環境被放射性物質所污染。

當生物處在被放射性物質所污染的環境中，就會持續被輻射所傷害。這也是為什麼在福島第一核電廠爆炸後，日本政府會撤離大量的居民。人類雖然撤離了，但許多野生動物仍繼續在輻射污染區生活，而這就讓科學家們好奇，在這樣的環境中，持續接收輻射是否會對這些動物們產生不良的影響？

以野豬與鼠蛇作為觀察指標

由美國科羅拉多州立大學、喬治亞大學和日本的福島大學所組成的國際聯合團隊，於 2016 年至 2018 年研究福島的野豬和鼠蛇在一系列輻射暴露中的生理情況。以往用來模擬輻射傷害的生物是小鼠，為何研究團隊會選擇這兩個物種做為觀察對象呢？

首先是在生理上，野豬比起小鼠更接近人類，因此是更適合研究輻射傷害的動物。選擇鼠蛇的原因在於，它們的生活型態是貼近地面的。而地面累積不少放射性物質，這使牠們會長期接觸到大量的輻射，受到輻射的傷害也更明顯。而研究團隊選定的觀察生理指標為端粒的長短和壓力賀爾蒙的量。

端粒是位於染色體兩側的保護性結構，當生物體的 DNA 有損傷或受到持續的壓力，端粒的長度會縮短。研究團隊本來猜測，這些長期生活在輻射污染區的野豬和鼠蛇，會因 DNA 損傷而有端粒縮短的現象。但研究結果顯示，這些生活在污染區的動物，其端粒長度與生活在非污染區的動物沒有區別，另外，端粒的長度與動物生存環境中的輻射量高低沒有關聯。研究團隊也檢測部分與 DNA 損傷相關的指標，但結果和端粒的長度類似。也就是說，環境中的輻射並不會對野生動物的 DNA 造成危害性損傷。

雖然輻射對野生動物所造成的 DNA 損傷影響不大，但在壓力賀爾蒙上卻有所影響。研究顯示，野豬體內的壓力賀爾蒙的量，會隨著環境中的輻射量升高而降低。研究團隊認為持續的輻射傷害，會干擾動物體內壓力賀爾蒙的分泌，進而使壓力賀爾蒙的量降低。

正常來說，若遇高壓環境（此研究中為輻射傷害），動物會分泌更多壓力賀爾蒙來維持體內平衡，然而壓力賀爾蒙對身體是種負擔，為了讓身體適應高壓環境，壓力荷爾蒙的分泌量反而會減少，這在生理學上稱為「負回饋機制」，當壓力賀爾蒙分泌量減少後，也可能會出現一系列不良的生理反應。（想想那些長期處在高壓環境且賀爾蒙失調的人）

不過雖然壓力賀爾蒙的量有下降，但動物們卻沒有出現任何不良的生理反應。而且野生動物群的數量在這些年來是越來越多。

綜合以上的結果，研究團隊認為目前在輻射污染區中的輻射量，不會對生活在此的野生動物群造成不良的健康影響。

動物沒事，代表人類也能沒事嗎？

看到這兒，想必一些讀者會想：既然野生動物們在輻射污染區中，不僅沒受到致命影響，還欣欣向榮，是否表示人在這些污染區中也沒事呢？答案是不知道。

首先，不同物種對於輻射的耐受度都不盡相同，例如人類能承受的最高輻射量，對於野豬而言，可能只是低劑量。另外，目前生活在污染區的動物們都受到輻射的長年洗禮，或許已發展出應對輻射的生理能力，而這些能力可能是人類不具有的。因此，野豬和鼠蛇在這樣的環境雖沒受到影響，但該環境對人體可能仍有一定的影響。

其二是在測量環境輻射量上的困難。目前我們對於輻射對生物體的傷害，絕大多數是在實驗以定量的放射性物質進行的研究。在實驗環境中，我們能清楚地控制與計算動物究竟會接受到多少的輻射。但在自然環境中，輻射量會隨著環境的改變而有所變動，因此我們無法知道野生動物所接受的確切輻射量。事實上，我們對於放射性物質在自然環境中會如何改變，是不清楚的。因此，在實驗室中會對動物產生不良影響的輻射劑量，在自然環境中可能不會產生問題。

雖然這篇研究的結果顯示在福島核災後，野生動物在污染區內沒有產生不良影響。但這個結果，長期來看是否仍是如此，仍有待持續觀察（雖然車諾比核災的案例已告訴我們：野生動物長期在污染區內生活，反而欣欣向榮）。當然，我不認為這個研究是要說輻射污染已不是問題，而是提出一個較為客觀的觀察。福島核災後，社會對於輻射的恐懼已到不理性的地步。輻射使用不當確實很可怕，但我們生活中的很多方面，其實都受益於輻射。與其一股腦地恐懼輻射，不如好好地認識輻射，或許才是面對輻射更好的態度。

參考資料

1. Cunningham K et al. Evaluation of DNA damage and stress in wildlife chronically exposed to low-dose, low-dose rate radiation from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident. Environ Int. 2021 Oct; 155:106675. 
2. Radiation: Effects and Sources

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• 作者 / 馬丁．魯維克 (Martin J.S. Rudwick)
• 譯者 / 馮奕達

滅絕，確有其事

截至十八世紀晚期，對於相關證據有第一手經驗的博物學家們，已經有了心照不宣的共識──地球歷史的整體時間跨度，必然大幅超越前幾代人信以為真、當作常識的區區幾千年。不過，在這一段剛拓展開來的深時間跨度中究竟發生什麼事，始終五里霧中。學者們探勘、描述了歐洲好幾個地方的岩層堆疊，顯示在一段起初並無任何生命存在的期間（以第一紀岩層為代表）之後，是另一段海中充滿大量生物的時期（以第二紀岩層為代表，其中經常有豐富的化石），而人類一直到最後一刻才出現在舞台上（顯然完全沒有任何化石代表他們）。可是，就連這種粗略的地球深歷史輪廓，都帶有不確定與爭議。就說布豐吧，他把這段歷史擴張成《創世紀》中創世敘事的世俗版本，但他的說法建立在薄弱的證據上，很容易被人當成純屬想像的科幻小說。德呂克根據大量的證據，主張在相對晚近的過去曾發生一場獨一無二、斷裂性的「鉅變」；但是，由於他把這場「鉅變」跟挪亞洪水的故事畫上等號，像赫頓等拒絕採用任何宗教文獻、不接受自然常態發展會有這種例外偏差的人，便會強烈否認他。赫頓等於同時拒斥布豐以截然不同的「紀元」構成的序列，以及德呂克的戲劇性晚近「鉅變」；他反而主張地球是一架平順運轉的自然「機器」，類似的「世界」不斷重複循環，始於永恆，終於永恆。

即便因為所有這類整體觀太自不量力、太不成熟而姑且不論，但其他博物學家的研究──在尺度上沒那麼宏大，但在田野調查方面通常做的比較透徹──在重建更可靠的地球深歷史時，成果也相當有限。尤其是，他們的圖像對於生命本身是否真有任何發展的歷程（除了姍姍來遲的人類以外），仍莫衷一是。深海發現的「活化石」意味著任何顯而易見的早期生命歷史序列，或許都只是根據對現今世界不夠充分的知識所推導的假象。例如較深、較古老的第二紀岩層中有豐富的菊石與箭石，較年輕的地層則無，但這或許只是跟牠們在當時與現在的深海棲息地位置有關。說不定，牠們並未完全滅絕。除非生物滅絕確實是自然世界經常發生的情況，否則就不能把化石當成大自然可靠的「錢幣」或「遺跡」，作為地球深歷史早期階段的可信證據。偏偏人們對滅絕一事完全無法確定：所有紀錄詳實的滅絕案例，都能歸結於人類近期的所作所為，知名案例如印度洋模里西斯島（Mauritius）上面不會飛的渡渡鳥。何況人類的本能會強烈懷疑這類大自然中生物滅絕的真實情況，無論是猶太──基督教有神論中慈愛應人的神，或是啟蒙自然神論中幾乎非位格性的至高存在，既不會也不能允許任何受造的物種走向滅絕，除非是因為罪惡的行為，或者是因為人類粗心之過。

因此，對於任何想了解久遠過去的嘗試，滅絕問題都是關鍵。正因為如此，骨頭化石才會在一八○○年前後成為博物學家注意力的焦點。「俄亥俄動物」的化石對這件事沒有決定性的影響，因為就算實際上跟任何已知哺乳類完全不同，但這種動物說不定仍然以「活化石」的樣貌，生活在北美洲或中亞未經充分探索的內陸。不過，要是能證明還有其他化石骨頭跟任何現存物種截然不同，完全滅絕的說法就會更為有力。所以，化解這種不確定性的最大希望，就在於比較化石與現今動物的骨頭，而且要調查得更細緻，檢視的物種範圍也要更大。

有一位博物學家在恰到好處的地點與時間做了這件事，事實證明他也有這一行需要的絕佳天分。法國大革命最血腥的階段恐怖統治結束後不久，年輕的喬治．居維葉（Georges Cuvier）獲得任命，成為自然歷史博物館的下級職員。自然歷史博物館才剛經歷「民主化」，從君主制舊政權底下由布豐專斷管理的巴黎學會中脫胎換骨。人在館中的居維葉得以接觸世界上最好的動物學標本蒐藏，這對於比較化石與現今物種來說，可能是最好的資料庫了。他抵達巴黎後不久，法蘭西學會（此機構取代了舊有的皇家科學院，就像自然歷史博物館的情況）便收到了若干版畫，畫的是西屬美洲出土、不久前在馬德里拼成的化石骨頭。居維葉把這些骨頭跟世界各地現存的哺乳類相比較。他提出驚人的主張：最接近這種動物的是現存的樹懶與食蟻獸，而這些他後來分類為「貧齒類」（edentates）的哺乳類動物，可是比化石骨頭小得太多了。這暗示著他稱之為「大懶獸」（Megatherium，意即「巨獸」）的動物恐怕已經滅絕了，畢竟牠體型這麼巨大，如果現今尚存，人在南美洲生活或工作的歐洲人必然會聽到消息。就像「俄亥俄動物」，「大懶獸」是自然史研究逐漸使用全球資源的絕佳實例，只是實際上仍幾乎都侷限在歐洲式的解讀。

幾乎在同一時間，居維葉仔細分析了猛獁象的化石骨頭與牙齒，跟現存的大象比較，從而強化了自己的論證。他很幸運，館方恰好獲取了相關的新標本，那是從荷蘭掠奪來的文物（法國在不久前的革命戰爭中征服了荷蘭）。居維葉證實印度象、非洲象是截然不同的物種。更有甚者，他還宣稱猛獁象與兩者完全不同。他主張其間的差異之大之徹底，就跟（打個比方）山羊跟綿羊一樣；這些差異無法只歸諸於年齡、性別或環境的影響。布豐主張在西伯利亞發現熱帶哺乳類動物遺骸一事，證明全球正逐漸冷卻，但居維葉的發現卻嚴重打擊了他的說法。此外，動物屍體是被巨大海嘯型態的大洪水從熱帶掃到西伯利亞的另一種說法，可信度也大受影響。假如猛獁象確實是不同的物種，說不定找到骨頭的地方就是牠生存的地方，意即非常能適應當地至今依舊的嚴寒氣候。這一點不久後便得到證實，有人在西伯利亞凍土中發現猛獁象骨架，連厚重的皮毛一起保存了下來。居維葉相信，這種比較解剖學的事實「就我看來，證明在我們的世界之前，還存在一個被某種災難摧毀的世界。」他來到巴黎之前就讀過德呂克的著作，這位老鴻儒的看法──「過去世界」因為猛烈的自然「革命」而與現今世界斷裂──仍清清楚楚迴盪在他心裡。

居維葉隨後研究「俄亥俄動物」，斷定牠其實跟大象或猛獁象完全不同，應該另立一個新的屬，他命名為「乳齒象」（mastodon，暗指其巨齒上乳房狀的突起物）。他進而主張在西伯利亞隨猛獁象一同發現的犀牛骨化石、巴伐利亞洞穴中找到的大型熊化石，以及從世界各地沖積層中找到的其他許多哺乳類化石，全都跟目前現存的相應物種不同（用今天的術語來說，他研究的是更新世巨型動物〔Pleistocene megafauna〕）。法蘭西學會意識到這項研究無與倫比的重要性，幫居維葉發表了一份聲明，呼籲博物學家與化石蒐藏家能把進一步的標本，或者至少是精確的素描寄來給他。縱使當時正值世界上第一場全球戰爭（編按：指十九世紀初的拿破崙戰爭），國際間仍慷慨響應，讓他得以大幅擴充相關標本的資料庫，他也穩定發表科學論文，分析一個接著一個的哺乳類化石，各自與現存最接近的相應物種做比較。

居維葉採取精準的科學研究策略，把研究焦點擺在大型陸生動物遺骸上，因為這些物種的後代（要是有任何「活化石」存在的話）很難視而不見。就算牠們生活在各大洲未經探索的偏遠地帶，大型動物就是不太可能躲過注意；即便博物學家還沒有親眼見到活體，牠們也很可能出現在獵人的報告，甚或是原住民口耳相傳的傳說中。居維葉體認到，自己支持生物滅絕屬實的論點，只能靠機率加以證明。他能證明這些化石與現存任何物種之間有別，只要這樣的化石數量愈多，該物種就愈有可能真已滅絕（居維葉的研究在一八一二年完整發表，同年還有一部同等重要的數學機率巨作出自他的老同事皮耶──西蒙．拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace，他讓機率的概念廣為人知，影響深遠）。他的論據要靠累積，隨著他對各種化石骨頭的細緻分析發表得愈來愈多，其主張也更形穩固。

居維葉在博物館的一位同事誇獎他，說他在科學舞台上就像「雨後春筍」。年輕歸年輕，他還是很快就成了巴黎首屈一指的鴻儒之一；雖然連年戰亂，但巴黎仍然是科學世界無庸置疑的中心。他在比較解剖學上有著無與倫比的知識，讓他得以重建哺乳類化石的骨架，即使手邊有的只不過是一大堆分散的化石骨頭也難不倒他（他並未如後來的傳說那樣，宣稱自己有能力只靠一根骨頭就能重建整隻動物的樣貌，他只有說自己在情況不錯時，能辨認出這骨頭屬於哪種動物）。他對於動物身體結構與功能間關係的深度認識，更是讓他有能力推斷（幾乎跟辨識骨頭時一樣信心滿滿）這些已成化石的哺乳類動物過去如何生活、移動，以及長什麼樣子。聖經中有個段落，先知以西結在異象中見到滿是枯乾骸骨的平原。居維葉暗自援引這個典故，宣稱自己能讓化石骨頭復生，至少是在腦海中；他還用打趣的口吻說，自己可沒有神奇號角之助。他「復活」這些動物，就跟他家隔壁、博物館園區中動物園的動物一樣有生命力。居維葉等於豐富了德呂克「過去世界」的概念，讓裡頭多了一間迅速拓展的動物園，住著此前未知的各種哺乳動物，其中許多有著驚人的大小，而且全數都已滅絕。即便有更多的「活化石」現身（有是有，但情況稀少），也愈來愈難用牠們為化石和現有物種之間的差異做出全面的解釋。至此，人們已經把滅絕當成自然世界確實會發生的事情。化石因此可以當成「過去」的可靠見證，而過去與現在截然不同。深歷史確實是個陌生的國度。

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• 作者／池田清彥，本文摘自《滅絕生物學》，世茂出版，2020 年 11 月 04 日

物種間捕食的「滅絕壓力」，最大來源就是人類

人類遷移至北美洲時，北美洲的大型哺乳類出現了大量滅絕的現象。這是更新世（約二五八萬年前～一萬年前）末期時發生的事。也就是說，這些哺乳類的滅絕很可能是人類造成的。

就連哥倫比亞猛瑪這個世界最大的猛瑪象，也在人類遷入北美的二千年後滅絕。雖然這段時期曾出現過大規模的氣候變遷，但人類的狩獵應該才是猛瑪象滅絕的主因。

乳齒象出現於四千萬年前，這些原始的象類曾在歐洲大陸、亞洲大陸、非洲大陸、北美大陸、南美大陸棲息了很長一段時間，卻在約一萬一千年前時滅絕。

地棲型的巨大樹懶大地懶的體長為六～八公尺，體重可達到三公噸。曾棲息於南美洲，一直到一萬年前。或許是因為牠們的生態地位與人類相近，當人類進入南美洲，大地懶便滅絕了。原本北美洲亦棲息著同科、大小幾乎相同的泛美地懶（Eremotherium）。一般認為，這些生物也是因為人類的狩獵而滅絕。

綜上所述，有些物種是因為其他物種的因素而滅絕，而人類便具有這種壓倒性的「滅絕壓力」。在許多例子中，野生生物之間確實會因為競爭、捕食、被捕食等關係，使個體數量減少。但大多數的野生生物並不會因為競爭或被捕食而滅絕。

舉例來說，獅子與獵豹會捕食斑馬與羚羊，但如果做為食物的斑馬與羚羊全被捕食光、滅絕，獅子與獵豹也會因為缺乏食物而無法生存，進而滅絕。為不致演變成這樣的情況，自然界的捕食成功率多僅為三成左右。

當然，也是有某些動物在非人類動物的捕獵下滅絕，但若說到藉由捕獵滅絕其他物種的能力，毫無疑問地，人類遠勝過任何動物。

為什麼尼安德塔人會在競爭中輸給智人？

不同種的人類之間也會競爭。一般認為，尼安德塔人（Homo neanderthalensis）之所以會滅絕，就是因為他們曾與智人競爭，卻輸給了智人。

那麼，為什麼尼安德塔人會輸給智人？其實直到現在仍沒有一個確定的答案。但最近有人提出一種說法，認為原因出在尼安德塔人與智人的社會性有很大的不同。簡單來說，智人個體間容易建立起密切的人際關係，傾向於互相協助，使智人勝過了尼安德塔人。

比較兩種人類的腦，會發現尼安德塔人的腦容量比智人還要大。智人的腦容量平均約為一三五○ CC，尼安德塔人則是一四五○ CC。換言之，尼安德塔人比智人大了一百 CC。不過，智人的額葉比較大一些。

過去認為，尼安德塔人沒有語言能力，也就是不會說話。不過尼安德塔人具有 FOXP2 這個和語言有關的基因，鹼基序列也與智人完全相同。所以現在學界傾向於認為尼安德塔人具有語言能力。

不過，尼安德塔人的喉嚨構造與智人不同，喉嚨位置比較高，可能沒辦法大聲說話。將空氣從肺部送至口部再送出體外時，較低的喉嚨較容易使聲帶震動，發出聲音。喉嚨偏高，空氣會從鼻子漏出，所以有人認為，尼安德塔人沒辦法順暢地發出聲音。不過，尼安德塔人的舌骨（人體在頸部以上的骨頭中，唯一固定在肌肉上，不與其他骨頭連接的骨頭。其他骨頭皆會與別的骨頭連接形成關節）與智人相同，所以尼安德塔人應該也能夠靈活地控制舌頭。

或許，尼安德塔人可以用很小的聲音說悄悄話。若尼安德塔人只能發出這種聲量的聲音，那麼在他們與智人競爭時，這顯然會成為很大的不利因素。例如，遠方有敵人衝過來時，若能發出很大的聲音，便可迅速通知族群裡的其他個體。尼安德塔人的說話方式或許有利於傾訴愛意，卻不利於傳達訊息給其他夥伴。

現代人的 DNA 中，帶有百分之幾的尼安德塔人 DNA。換言之，尼安德塔人曾與現代人的智人祖先雜交。而智人與尼安德塔人雜交後獲得的基因中，可能有耐寒基因，這或許幫助了智人撐過末次冰期。另外，近年來也有人提出，智人可能從尼安德塔人那裡獲得了抵抗流感的基因。