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減肥的過程漫長又沒有成就感?那就讓減重變成遊戲,成為鬥體重的勇者吧!

MedPartner_96
・2017/06/01 ・5027字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 482 ・五年級

要減肥,讓我們先從演化談起

請想像你是一個原始人。

你正處在數十萬年前的東非草原上。呼呼的風聲,伴隨著草叢摩擦。你和其他幾個同伴,在草叢間追尋著動物的足跡,風中傳來太陽將草曬枯的淡淡焦味,混著草食動物帶著青草氣息的糞便味。這次狩獵,決定了你接下來一週的主要食物來源是否有著落。

假如你是原始人,狩獵成功與否將左右食物來源。圖/By 2017_Franziska @ pixabay

是的,你沒看錯,我們要從數十萬年前的東非草原開始這段旅程。或更精準地說,我們打算從演化談起。舉凡你大腦的回饋機制、消化系統對各種食物的處理能力、身體運用能量的方式等等,多跟都跟演化脫離不了關係,這些也都跟能否減重息息相關。

想減重?先從身體演化講起。圖/MedPartner 提供

雖然有關演化的很多研究都還在假說階段,沒能充分證明彼此的因果關係,但接下來我們會介紹許多醫學相關研究的各種證據,用一套能夠讓大家「方便理解」、「便於記憶」、「易於執行」的假說。

把這些證據彼此串連,確實有其必要性。畢竟多數人都不是醫學專家,實在沒必要去背誦一堆生理機制、研究發表的年代、作者、重要數據等東西,這是我們這種所謂的「醫療專業人士」吊書袋的方式,對你沒太大幫助,書袋留給我們吊就好了啦。

You Know~專家總是要在大家面前說,根據 AAA 博士等人在 BBB 期刊於 CCCC 年發表的某個研究,使用了 DDD 的研究方法,將 EEE 位患者納入研究,確認了 FFF 跟 GGG 在體重控制上的關聯性,但相關的因果關係仍有待進一步釐清⋯⋯巴拉巴拉,這樣聽起來就很像專家了(挺)這種帥氣的事情我們專家來幫你效勞就好XD

對於這些研究,你只要抓到重點,徹底理解,知道怎麼在生活中使用就好。所以接下來的文章,我們會交替使用一些假說,搭配相關研究的證據。有關研究的相關論文,我們會附在延伸閱讀中,如果有興趣的朋友可以去查閱。搞懂這些,你就跨出成功減重的第一步了。

我們再回到草原上吧。

現在你從風中聞到草食動物帶著青草味道的糞便,從風向你可以感知味道從何而來,那是動物先前的落腳處。你低頭仔細觀察,發現了三對足跡,其中一對大,兩對小。你猜到可能是一隻母羊帶著兩隻小羔羊,正往前方不遠處移動。

走了不久,眼前出現一些糞便。你小跑步過去,蹲下拾起一小塊糞便,用手捏了一下,糞便很快就鬆開,裡面還是濕熱的。你知道獵物應該就在附近了。你找了一個同伴,要他爬到高處,偵查獵物的位置。果然就在不遠的小水塘發現羊群的蹤跡。你們一群人無聲前進,展開包圍,用手上原始到不行的石器開始攻擊羊群,順利抓到獵物。接著扛著羊回到自己的紮營處,用燧石互敲,以乾草升起營火,和族人享受美好的一餐,用原始的語言交談,在營火的保護下度過夜晚。

快速的反饋機制可以幫助我們生存。圖/MedPartner 提供

看完這段,你發現了什麼?原始的那個你,從視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺很快速蒐集大量資訊,這些資訊對應你的行動,是可以快速取得直接反饋、有明確因果關係的。順應著這樣的反饋機制,提高了你找到食物跟水源的機率,是確保你這隻無毛猿人在草原上存活下來的關鍵。反過來說,沒有這些明確反饋機制,你很可能就會死。

在原始的生活,能量取得不易,你身上每一份能量,每一滴油都是很珍貴的。有明確的反饋,你才知道要不要採取行動(消耗能量)。缺乏明確反饋,很可能你會隨便亂使用能量,最後死在這片大草原上。

這種運作方式深植在你腦袋裡,而且運作至今。你需要簡單明確的因果,才會覺得舒服、安心。只要因果關係搞不清楚,沒有直接明確的反饋,你就會全身不對勁,提不起繼續前進的動力。

為什麼減肥這麼難?因為缺乏明確、快速的反饋

很多人喜歡打電動?為什麼?最可能的原因之一,就是有明確、快速的反饋。舉個角色扮演遊戲(RPG)為例,遊戲中走路的時候會聽到沙沙聲,打人的時候會有武器揮擊的聲音,揮下去螢幕中會跑出一堆減號跟數字,敵人的血條就會掉,敵人同時還會叫,打完你會得到金幣跟經驗值,互動式的遊戲甚至可以跟網友聯繫溝通,所以你做這件事情的時候,很有「存在感」、「成就感」。儘管這金幣跟經驗值不是真的,但你真實感受到它對你的感受上的影響。更何況,現在這些金幣、武器什麼的,甚至是已經可以在現實事件用真實貨幣交易了,真實跟虛擬的邊界越來越模糊了。

打電動有明確、快速的反饋,因此令人沉迷。圖/MedPartner 提供

再舉一個更熟悉的例子:臉書。大家這麼沈迷於臉書的重要原因,就是它某種程度上給了你很直接的回饋。大家不都會拍了美食照、自拍照,然後趕快刷螢幕,就是要看看有多少人按讚?

那減肥為什麼會這麼困難?因為缺乏明確、直接的反饋。而且某種程度上,它比考醫學院還難。考醫學院對大多數人來說應該是件不容易的事吧?從你唸高中開始,跟你說三年之後你要考一大堆科目,而且每科都要拿到很高的分數,這東西實在太抽象,太缺乏反饋了。但至少學校會把它拆解成各種週考、月考、模擬考,讓你某種程度上,在考大學這個「任務」過程中多多少少得到一些「反饋」。

但減肥這件事情,你從不會因為少喝了一杯含糖飲料,或多運動了 20 分鐘,就立即在體重計上看到體重的變化。甚至即使你看到變化,也別高興太早,因為因為人的身體有 60-80% 的水分,喝杯飲料或撒泡尿就可以讓體重上升或下降一公斤了。所以要評估自己體重的變化,真的需要時間。但這只有真的看到明顯的變化時,你才會感受到。在那之前,可能超過 90% 的人都已經自暴自棄了。

減肥無法在體重機上看到立即的反饋,因此許多人就會因此放棄。圖/MedPartner 提供

而這同時也是許多邪門歪道的減肥法會大為流行的原因。短期間的減重成果,其實就是在「快速」的時間內給了「假象式」的反饋,讓你以為照它那樣做就行,但最後往往不成功甚至復胖。這點一定要小心謹慎,千萬別隨意相信快速減重的方式,就算是你的誰誰誰「親身體驗有效」,那很多都只是假象,或傷身體的方式。

讓減肥成為一種日常生活的遊戲吧!怎樣都行,只要產生越即時、越直接的反饋方式就好!也歡迎你留言分享自己設計的反饋妙招給大家!

所以你現在知道,減肥最困難的原因是:缺乏即時、直接的反饋。那該怎麼辦?

有個簡單但也不簡單的方法:把它「遊戲化」

你在飲食、運動、睡眠、許多行動,對於「減重」這件事情都會帶來不同程度的「正面」、「負面」、「間接正面」、「間接負面」或「沒啥影響」的影響。想想看,如果你做任何事情的時候,身邊都會出現「掉錢」、「得到錢」的聲音或感覺,回家的時候還可以看到統計今天一天「賺」了多少,是不是會讓你更有動力去從事健康行為呢?

讓減肥成為一種日常生活的遊戲吧!怎樣都行,只要產生越即時、越直接的反饋方式就好!圖/MedPartner 提供

所以今天起,你可以自己建立一套「反饋機制」。用你自己的方法,最好跟你的朋友或家人一起玩這套遊戲,效果更佳。

舉個例子,喝一杯含糖飲料就是 -20 元,做一次 15 分鐘的散步就是 +1 元,今天整天沒吃油炸食物就是 +3 元,把精緻穀物換成全穀物就 +2 元。真的拿一個撲滿出來,每天晚上回憶一下,然後真的把錢投進或拿出撲滿。這撲滿最好是透明的,讓你可以感到變化。當這個撲滿漸漸滿起,你的體重也會漸漸跟著下降。不要小看這麼傳統的做法,它真的有用!

除了這麼傳統的做法以外,你也可以考慮一些幫助建立或戒除習慣的 APP ,這部分非常多,網友們也許可以在留言底下推薦分享。這些都是增加反饋,幫助你成功的方式。

接下來的問題來了。到底做哪件事情會得分?是得幾分?哪件事情會扣分?要扣幾分?目前的科學研究,我們可以頗具信心回答你哪些得分、哪些扣分。但到底是幾分,很難量化,所以我們會在接下來給你一個「不太科學,我們憑現有的資料跟經驗猜測的數字」。但只要你在日常生活中不斷得分,很少失分,那你絕對很有機會減重成功。

我們不打算「直接告訴你怎麼做」。我們會接下來的文章,提供你更多實證的證據跟說明,讓你知道「為什麼」這麼做會「得分」或者「扣分」。因為你若是知其然,卻不知其所以然,往往你只是依樣畫葫蘆,加上得不到立即回饋,就很難長期執行下去。但一但理解這些觀念,理解身體的運作方式,學習融入生活之中,你會發現這一切變得自然而然,想胖都胖不起來。

不要小看理解這些事情,對你會產生多大的變化。這裡我們不講自然科學,講社會科學。大家應該有聽過馬克思主義吧?這位影響全世界哲學、經濟、政治、社會的思想家馬克思說過一句非常重要的話:「人類是懸掛在自己編織的意義之網上的動物。」孫文也衍伸這句話,說成「思想產生信仰,信仰產生力量」。

仔細想一下馬克思這句話。

我們每個人決定做什麼行為,雖然常常旁人看似沒什麼道理,甚至有時覺得荒謬,但其實在每個人自己心中,自然有自己的道理。例如你看有人簽六合彩在算開牌機率會覺得荒謬,不管你怎麼算、怎麼占卜,結果都是自然機率啊,除非作弊!或你看恐怖份子寧可犧牲生命,也要跟他心中的敵人炸到粉身碎骨、同歸於盡。這些看似愚蠢的事情,在行為的人心中,都有道理。

接下來我們會介紹一個又一個的醫學實證,建立你的觀念,強化你的想法,當這些都融入你的大腦時,你就能如同孔子說的「從心所欲而不踰矩」,輕鬆自然生活,但不易發胖又健康!

source:pexels

看完這篇文章你可以試試看:

  1. 建立一套自己的「反饋」的機制。重點在於「即時性」、「明確性」。要怎麼做都行,邀請家人、好友一起討論、設定一個彼此間的遊戲更好。最簡單就是找個透明的撲滿,把錢丟進去或拿出來。或下載個建立及戒除習慣的 APP 也行。
  2. 開始每天測量體重。體重在一天內變化可以非常大,要有一定的基準。請在每天「早上起床排尿後,裸體或穿內衣褲的狀態測量體重」,並記錄下來。
  3.  如果要先設定一個目標,那就先從拿掉所有「不是天然食物中的糖」開始吧。這件事情絕對是大災難,下一集我們會讓你徹底搞懂。
  4. 目標可以從各種「少吃多動」開始。但要「如何少吃」、「少吃什麼」、「何時動」、「怎麼動」,我們會逐步介紹你更清楚的觀念與實際作法。

請沒看過第一篇的大家回去看第一篇

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1. 許多研究指出,行為的改變,有伴一起做,更有機會成功。

2. 我們「可能」會在之後提供一些好康,現在還不知道,但之後會根據這個來抽獎XD

我們之後再見囉!(轉身鑽入文獻海中)


這系列文章寫作的內容,是透過實證醫學的相關研究,整理目前可信度高的知識分享給大家。但醫學的發展日新月異,現在的正確不代表永遠正確。我非常期待同業的專家提供更新、更具有證據力的研究,讓我做出更好的整理。我們也承諾,只要有更新或相關的資訊變動,我們都會透過電子郵件或 Line@ 的方式通知所有讀者,以示負責。

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參考資料:

  • Development and Validation of a Game Addiction Scale for Adolescents
  • Pages 77-95 | Received 07 Nov 2007
  • Kanwal Nalwa and Archana Preet Anand. CyberPsychology & Behavior. July 2004, 6(6): 653-656. doi:10.1089/109493103322725441.

  • 編按:愛美是每個人的天性,不過對你而言光是看滿架的化妝品、保養品,各種醫美產品就令你眼花撩亂,更別說還有玻尿酸、膠原蛋白、類固醇這些有聽沒有懂的名詞來搗亂嗎?如果你想要聰明的美,不想要被各種不實廣告唬得團團轉,那麼泛科學這位合作夥伴 MedPartner 美的好朋友,就是你我的好朋友。

本文轉載自 MedPartner 美的好朋友 減肥第一步:讓減肥變遊戲?先回數十萬年前的東非草原一趟吧!減肥全攻略(1)

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華勒斯的演化論與生物地理學,源自亞馬遜的燦爛之火
寒波_96
・2023/02/22 ・3721字 ・閱讀時間約 7 分鐘

公元 1823 年華勒斯在英國誕生,於 1913 年以 90 歲高壽去世,今年 2023 年是他誕生 200 年。我們懷念他是因為,他曾經和達爾文聯名發表演化觀點,以及提出解釋東南亞海島間生物分佈差異的「華勒斯線」。

Alfred Russel Wallace 在台灣常翻譯為華萊士,不過如威廉華勒斯等等 Wallace 都翻譯作華勒斯,本文就統一作華勒斯。

達爾文會提出演化論,深受他知名的小獵犬號之行影響。華勒斯的東南亞考察也給予他不少啟示,一如達爾文的加拉巴哥群島等地;然而在此之前,華勒斯已經在亞馬遜有 4 年經歷。為了紀念華勒斯兩百歲生辰,Nature 期刊 2023 年初刊登兩篇文章,緬懷他的亞馬遜之旅。

華勒斯 1860 年代的畫像,當時 40 歲左右。圖/Mondadori Portfolio via Getty

與強者朋友一起前進亞馬遜,然後分道揚鑣

和前輩達爾文相比,華勒斯的家境普通,也沒有受過正規的學術研究訓練。所幸身處文化發達的大英帝國,有志青年仍有不少學習和出人頭地的機會。何況他爸爸是學過法律的自耕農,文化資本其實不算低。

成年後喜歡生物的華勒斯在 1844 年,21 歲之際遇見小他 2 歲的貝茲(Henry Walter Bates),兩人志同道合;華勒斯也從一般愛好者,升級為有系統的標本搜集者,可謂一隻腳踏入研究領域的門檻。

1848 年,華勒斯 25 歲之際與貝茲一同航向大西洋對岸的亞馬遜。不過兩人大部分時候分開行動,貝茲在亞馬遜南部,華勒斯在北部的尼格羅河(Rio Negro)一帶。

華勒斯年輕時在談笑無鴻儒,往來皆白丁的階段,我猜朋友大概不會只有貝茲一位。不過貝茲後來提出的貝氏擬態(Batesian mimicry)沿用至今,可謂華勒斯的強者我朋友,事後諸葛的我們建構歷史敘事時,也就津津樂道兩人的友誼。

英國病人碰上船難,買保險很重要!

離家萬里的華勒斯,依然透過經紀人與國內保持聯繫,郵寄異鄉產品回英國賺錢。在亞馬遜待了 4 年後他決定返鄉,期間一直被疾病威脅生命,可謂現實意義上的英國病人(The English Patient)。

最慘的是他弟弟 1849 年遠渡重洋來照顧他,卻自己也感染黃熱病,返國途中不幸病逝。而華勒斯要等到幾個月後才收到消息。

1852 年華勒斯搭乘海倫號(Helen)貨船返國,沒想到出海三個星期後火燒船,使他漂浮在大西洋海面上,眼睜睜看著攜帶的行李大多損毀。最後他耗費 80 天返回英國,比起與貝茲的去程 29 天漫長得多。好在經紀人有買保險,讓華勒斯獲得部分補償,不至於血本無歸。

返回英國的海倫號火燒船事件後,沒有損毀的少數紀錄。圖/The Natural History Museum/Alamy

回到英國的華勒斯將近 30 歲,闖出一些名號,卻沒有受到太多重視。所幸保住生命加上幾年累積的知識,賦予他東山再起的契機。1854 年他得到前往東南亞的機會,1858 年 35 歲時就和達爾文聯名發表歷史巨作。

從亞馬遜參透生命的奧秘:生物地理學

華勒斯僅管在亞馬遜一直生病,也淬煉出不侷限於觀察的科學眼光,從船難撿回一條命回到英國後,展露學術鋒芒。1852 年 12 月 14 日,他在倫敦的動物學會發表研究亞馬遜猴子的論文,主張亞馬遜各地的猴子款式,受到大河形成的地理障礙強烈影響。

當時華勒斯受到一些批判,後來證明他的論點無誤,而且是生態分佈的普遍現象。現在我們知道更多:亞馬遜的河道歷史上改道多次,導致生物的分佈範圍持續變化。

用現代標準看,前往亞馬遜考察的 4 年差不多等同華勒斯的博士班修行,回國後發表的報告則是他的博士論文。這篇博士級論文中還觸及一個要點,所謂的「亞馬遜雨林」內部其實差異不小,他是首先有意識提及此事的研究者。

華勒斯觀察到亞馬遜的不同地區,物種組成不太一樣。他劃分 4 大區域:幾內亞、厄瓜多、秘魯、巴西,由其間的亞馬遜河、尼格羅河、馬德拉河(Madeira)這些大河分割出不同地區的地理障礙。如今所知更多,還可以切得更細。

具體是觀察到有幾條河分割出幾塊地,超乎其上普世性的生物學道理是,由於地理環境的阻隔,各地會形成不同的「特有種(endemism)」。華勒斯領悟地理障礙會影響生物分佈,可謂生物地理學的先驅。

華勒斯 1853 年出版書籍中的亞馬遜地圖。圖/Mary Evans/Natural History Museum

自學成才的英國洞觀者

現在的人可能覺得上述觀點都是些普通常識。可是華勒斯是在 1852 年提出,那時演化論尚未問世,跟他同齡的孟德爾,當時也尚未開始種植豌豆。

一百多年後的常識,首度問世時常常是驚天動地的新突破!

年輕的華勒斯沒有受過正規學術訓練,還是需要持續賣標本換錢的月光族,提出的研究成果竟有如此理論性。由此可知亞馬遜之行,確實讓華勒斯從所謂的集郵者,蛻變為具備洞察力的科學家。

法國詩人韓波(Arthur Rimbaud)認為,詩人必需是能看穿事物表面,有洞察力的洞觀者(voyant),我想這也是頂級科學家必需配備的能力,亞馬遜的神秘力量加持過後,華勒斯可謂成功通靈。

這類自學成才的科學家,當時英國不只華勒斯一位。以時代來說,那時的英國社會有點厲害。後來華勒斯沈迷於「唯靈論(spiritualism )」就是另一個故事了……

華勒斯年輕的南美洲經歷,讓人聯想到更早將近一百年的洪堡(活到很老,1859 年 90 歲時去世)。身為晚輩,華勒斯讀過洪堡作品,他站在洪堡巨人的肩上,觸及到更高的思想境界。

許多人覺得遺憾,遺傳、演化並稱,但是孟德爾提出遺傳學法則後被埋沒超過 30 年,等到 1900 年代才重現於世,因此 1882 年去世的達爾文沒有機會知悉。這方面華勒斯比較幸運,他年紀比孟德爾小半歲,又一直活到 90 歲,有機會見證遺傳學的發揚光大。

華勒斯 1853 年出版書籍中提到的「黑暗中一團燦爛之火(sitting amidst the gloom, shining out like a mass of brilliant flame)」圭亞那動冠傘鳥。圖/Hein Nouwens/Getty

燦爛之火多年以後依舊燃燒

多年在亞馬遜、東南亞走跳的華勒斯,有不少接觸原住民的機會。照文字紀錄看來,他年輕時的思想應該和同時期的普通英國人差距不大,沒有特別進步或反動;不過相比於同時代人,他更尊重在地知識,這也有助於他的成功。

亞馬遜的生物多樣性如今依然天下第一,世界卻變化不少。尼格羅河盆地的原住民,在華勒斯時代是被觀察者,類似實驗動物的角色,現在漸漸變成主動的研究者,他們用源自不同文化的手法探索自己的世界,成為現代知識體系的一份子。

然而,曾經啟發華勒斯的尼格羅河盆地,至今仍缺乏一流的研究機構,無法培育本土的研究人才,本地學子必需離鄉背井。科學從華勒斯到現代突飛猛進,仍有不少進步空間。

上圖是華勒斯描述為「黑暗中一團燦爛之火」的圭亞那動冠傘鳥(Guianan cock-of-the-rock ,學名 Rupicola rupicola),目前沒有滅團危機,依然在華勒斯探索過的雨林中飛翔。希望燦爛之火永不熄滅,但是不要變成失控的森林大火。

延伸閱讀

參考資料

  1. Alfred Russel Wallace’s first expedition ended in flames
  2. Escaping Darwin’s shadow: how Alfred Russel Wallace inspires Indigenous researchers
  3. Evolution’s red-hot radical

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
180 篇文章 ・ 745 位粉絲
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》。

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環境 DNA 猛獁象現蹤,化石消失幾千年後才真正滅團?
寒波_96
・2023/01/13 ・3575字 ・閱讀時間約 7 分鐘

一萬多年前冰河時期結束後,許多地方的生態系明顯改變,例如歐亞大陸和美洲的猛獁象都滅絕了,僅有少少倖存者,殘存於北冰洋的小島一直到 4000 年前。

上述認知來自對化石遺骸的判斷,可是最近由環境沉積物中取樣古代 DNA 分析,卻指出猛獁象等幾種生物,在亞洲和美洲大陸其實又延續了好幾千年。這些證據可靠嗎,猛獁象到底什麼時候滅絕?

距今 200 萬前的格陵蘭,生態想像圖。圖/Beth Zaikenjpg

古時候的環境 DNA,創下 200 萬年紀錄

DNA 原本位於生物的細胞之內,生態系中有很多生物,時時刻刻留下各自的 DNA,從土壤、水域等來源取樣分析所謂的「環境 DNA」(environmental DNA,可簡稱為 eDNA),能得知環境中包含哪些生物。

如果環境樣本能保存成千上萬年,那麼定序其中的 DNA 片段,再加上化石、花粉等不同線索,便有希望窺見古時候的生態系。

威勒斯勒夫(Eske Willerslev)率領的一項研究,藉由此法重現來自格陵蘭沉積層,距今 200 萬年之久的 DNA 片段,2022 年底發表時成為年代最古早的 DNA 紀錄,也得知當年存在格陵蘭的眾多植物與動物。[參考資料 5]

最出乎意料的莫過於乳齒象(mastodon),由於缺乏化石,古生物學家一直認為那時候的乳齒象,並未棲息於這麼北的地帶,此一發現充分展示出古代環境 DNA 的價值。然而 DNA 的探索範圍也明顯有侷限,例如該地區出土超過 200 個物種的昆蟲化石,DNA 卻只能偵測到 2 種。

猛獁象化石無存後幾千年,依然有留下 DNA

當時間尺度是百萬年時,實際是 200 萬 3300 年或是 199 萬 8700 年,也就是 200.33 或 199.87 萬,幾千年的誤差範圍無關緊要。但是當探討對象是最近一萬年,猛獁象的 DNA 究竟存在於 9000 或 6000 年前,意義就差別很大。

這兒的「猛獁象」都是指真猛獁象(woolly mammoth,學名 Mammuthus primigenius)。由另一位古代 DNA 名家波因納(Hendrik Poinar)和威勒斯勒夫各自率隊,同在 2021 年底發表的論文獲得類似結論:猛獁象化石消失的幾千年後,沉積物中仍然能見到 DNA,可見還有個體又存續幾千年。[參考資料 1, 2]

威勒斯勒夫主導論文的取材地點。以北極為中心,視角和台灣人習慣的地圖很不一樣。圖/參考資料 2

波因納率領的研究探討白令東部,也就是如今加拿大的育空地區,距今 4000 到 3 萬年前的沉積層;結論是原本認為早已消失的美洲馬、猛獁象,一直延續到 5700 年前。威勒斯勒夫戰隊取材的地理範圍廣得多,包括西伯利亞西北部、中部、東北部、北美洲、北大西洋,判斷猛獁象生存到 3900 年前。

更詳細看,威勒斯勒夫主導的論文指出,猛獁象在西伯利亞東北部最後現蹤於 7300 年前,西伯利亞中北部的泰梅爾半島(Taimyr Peninsula)為 3900 年前,此一年代和北冰洋的外島:弗蘭格爾島(Wrangel)之化石紀錄相去不遠。而北美洲則是 8600 年前,比波因納戰隊的 5700 年更早。

如果兩隊人馬的判斷都正確,意思是猛獁象(與某些大型動物)在北美洲延續到 5700 年前,在亞洲大陸與外島到 3900 年;比起當地出土最晚化石的時間,皆更晚數千年。

只有 DNA 不見化石,會不會是死掉好幾千年仍一直外流 DNA?

根據化石紀錄,冰河時期結束後,仍有少少生還的猛獁象在弗蘭格爾島一直延續到 4000 年前。由此想來,當大多數同類已經滅團時,某些地點還有孤立的小團體延續,並不意外。只是我們不見得能見到化石。

然而,威勒斯勒夫主導的論文受到挑戰。質疑者提出,猛獁象這類動物住在寒冷的環境,去世後遺體如果被冷凍保存,又持續緩慢解凍,在接下來的幾千年便有可能不斷釋出新鮮的 DNA,讓我們誤以為仍有活體。[參考資料 3]

舉個極端狀況。假如 2 萬年前死亡的猛獁象,去世後一直冷凍在冰層中,現在被我們取出解凍,也許其中仍保有不少生猛 DNA,可是實際上牠已經去世很久了。

上述質疑,應該是這類研究手法共通的潛在問題。發生在一百萬年前無關緊要,一萬年內卻會導致不小的誤判。

喔~~喔喔~~喔喔~~喔喔~爪爪

距今 1 萬多年前的育空,生態想像圖。圖/Julius Csotonyi

化石消失的時刻,往往比生物滅團更早

威勒斯勒夫戰隊則回應表示:論文結論沒有問題,沈積層中取得的古代 DNA 確實來自那時在世的動物。我覺得不論觀點是否正確,回應的思路都值得瞧瞧。[參考資料 4]

為什麼動物依然存在時,見不到當時的化石紀錄?主因是動物去世後,只有極低比例的個體會變成化石。一種動物在滅團以前,通常個體數目持續降低,少到一個程度後,還能留下化石的機率已逼近 0 。所以化石紀錄最後的時間點,早於動物實際消失的年代。

和化石相比,動物遺留 DNA 的機率遠高於化石。活生生的動物就會持續排放 DNA,死亡身體分解後又會釋出不少; DNA 未必會留在原本生活的地點,不過如今的偵測技術足夠敏銳,即使只有幾段也有機會抓到。

猛獁象,活的!

是否有可能,猛獁象去世幾千年仍持續釋出 DNA 片段?的確無法排除可能性。不過這項研究中有 4 個方向,支持沉積層之 DNA 源於族群規模大減,卻依然活跳跳的猛獁象。

不同時間,各地猛獁象的粒線體 DNA 型號。可以看出趨勢是,猛獁象分佈的範圍愈來愈窄,遺傳型號也愈來愈少。圖/參考資料 2

第一,如果環境中的 DNA 來自死亡多時的動物,那麼各地區應該都會見到類似現象。實際上只在少部分取樣地點偵測到。

第二,假如猛獁象遺骸緩慢分解,DNA 持續進入沉積層,同一地點的不同取樣應該都能見到。可是同一處地點,只有少數樣本能抓到猛獁象 DNA。

第三,不同沉積層取得的環境樣本,包含當時生態系中很多生物的 DNA。存在猛獁象 DNA 的樣本,也能見到適合猛獁象生態系的其他植物;表示猛獁象的命運,很可能與適合牠們生活的環境同進退。

第四,倘若較晚沉積層的猛獁象 DNA,直接源自較早去世的個體,遺傳多樣性應該不會變化。然而較晚出現的粒線體型號明顯變少,後來只剩下一款。

實際狀況沒人可以肯定。我覺得前三點,都涉及樣本保存的潛在問題,干擾因素較多。第四點大概是最有力的證據,支持環境沉積物中留下的 DNA 並非源於死象遺骸,而是活體猛獁象。

研究日新月異,腦袋也要趕上

科學研究日新月異,不少人見到論文寫什麼就信以為真,卻不了解做研究其實有很多限制,即使是結論「正確」的論文,也會處處碰到解釋的侷限。

持續搜集證據,反覆思考才能進步。腦袋要靈活運用,但是也不要胡亂腦補!

延伸閱讀

參考資料

  1. Murchie, T. J., Monteath, A. J., Mahony, M. E., Long, G. S., Cocker, S., Sadoway, T., … & Poinar, H. N. (2021). Collapse of the mammoth-steppe in central Yukon as revealed by ancient environmental DNA. Nature Communications, 12(1), 1-18.
  2. Wang, Y., Pedersen, M. W., Alsos, I. G., De Sanctis, B., Racimo, F., Prohaska, A., … & Willerslev, E. (2021). Late Quaternary dynamics of Arctic biota from ancient environmental genomics. Nature, 600(7887), 86-92.
  3. When did mammoths go extinct?
  4. Reply to: When did mammoths go extinct?
  5. Kjær, K. H., Winther Pedersen, M., De Sanctis, B., De Cahsan, B., Korneliussen, T. S., Michelsen, C. S., … & Willerslev, E. (2022). A 2-million-year-old ecosystem in Greenland uncovered by environmental DNA. Nature, 612(7939), 283-291.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
180 篇文章 ・ 745 位粉絲
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》。

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動物其實吃不出甜食!因「偏食」而消逝的味覺演化——《舌尖上的演化》
商周出版_96
・2023/01/02 ・2011字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本喵不懂甜食啦!

貓即便有了甜味受器,也不會更容易存活或繁殖,如果牠們花更多時間吸花蜜,吃獵物的時間就會變少,如此一來還可能會影響生存。因此,即便貓的祖先的甜味受器失去功能,牠依舊可以存活。

時任蒙內爾化學感官中心研究員的李夏發現:這個演化對貓不僅有存活的意義,更是現代貓科動物的味覺濫觴,沒有任何一種現代貓科動物具有活化的甜味受器,充滿花蜜與甘甜果實的森林對貓沒有一絲口慾上的吸引力。

如果你給一隻貓一片糖霜餅乾,呃,牠也不會理你;就算牠吃了餅乾,也沒辦法感受到糖霜帶來的愉悅感,因為這個餅乾對牠來說沒有甜味。

貓咪其實無法分辨甜味。圖/envatoelements

除了貓以外,其他肉食動物如海狗、亞洲小爪水獺、斑鬣狗、馬島長尾狸貓以及瓶鼻海豚,牠們的甜味受器也沒有作用,只是這些甜味受器基因出現的破壞性突變都屬於獨立的演化事件,不過也共屬於一種基因功能缺失的趨同演化。

有人可能會想問,為什麼其他肉食性動物的甜味受器沒有失去功能?例如貓的鹹味味覺受器,就跟其他肉食性動物一樣依舊安在,但牠們獵物體內鹽分的含量就足以應付生理所需,所以牠們的鹹味味覺受器喪失功能可能只是時間早晚的問題。

海獅已經喪失了甜味跟鮮味的味覺,海豚也是,而且海豚的無味人生開始得更早,牠們根本無法嚐出甜味、鹹味或是鮮味。對海豚來說,存在的只有飢餓感與飽足感,餓了就去吃飽,而牠們相信海裡任何長得像魚而且會動的東西都可以餵飽自己。

有人可能也會好奇,到底海豚的獵物要有什麼特色才能為牠們帶來進食的愉悅感?我們不知道。海豚的愉悅感從哪來、是什麼,至少到目前為止都是科學謎團。

不吃肉改吃素的大貓熊

特定味覺受器失去功能的情況,並不單發生在肉食性動物身上,也發生在食物選擇非常專一的動物身上。大貓熊的祖先屬於熊科動物,也跟現代的熊一樣是雜食性動物,會狩獵,會吃酸酸的螞蟻,也會吃甜甜的莓果。但到了大貓熊身上,新的食物偏好出現了,就是愛吃竹子,牠們吃竹子就可以活。

其實,當牠們才剛開始喜歡吃竹子時,竹子跟肉都是牠們愛吃的食物,但久而久之,仍然愛吃肉的大貓熊就變得難以生存或難以交配繁殖,或另一個機率較小的可能是,牠們的食物偏好無法符合生理需求,所以在覓食時無法專心致志。一段時間後, 大貓熊的鮮味受器就失去功能了,就像貓兒的甜味受器。現在就算你把肉端到大貓熊面前,牠們也不會碰上一口。

即便在多年後的未來,貓、海獅或海豚的後代也不太可能會嚐到甜味,大貓熊也依然無法嚐到鮮味,雖然隨著竹林減少,大貓熊對吃竹子的執著也讓牠們的數量不斷減少。從這些日常生活中的演化故事中我們學到:當某些東西成為需求時,比起破壞,建設是更困難的。但從頭做起雖然很難,也並非完全不可能。

現在的熊貓不在吃肉,演化成只吃竹子。圖/《舌尖上的演化》

過了三億年,蜂鳥才嘗到了「甜」的滋味

以甜味受器為例, 它在某些動物身上曾經失去功能, 但後來又重新復活了。三億年前,現代鳥類、哺乳類與爬蟲類的祖先,應該可以嚐到食物中的鹹味、鮮味與甜味,然而現代鳥類的甜味味覺沒了,不知是什麼原因,牠們的甜味受器都失去了功能。因此鳥類無法嚐出甜味,至少大多數鳥類都無法。

蜂鳥是從古燕演化而來的,而古燕跟現代的燕子一樣專門吃昆蟲,喜歡品嚐蟲子體內會出現的鮮味,對於糖分則沒什麼興趣。但在大約四千萬年前,有一群燕子開始以花蜜與含糖物質為食,可能只是為了解渴。一般鳥類並無法嚐出花蜜的甜味,所以牠們吸食花蜜就像在喝水,但花蜜畢竟不是水,裡面可富含著糖分。

因此有一假說猜測,那些喝到比較多花蜜的鳥可能獲得更多能量,因此更有機會將牠們的基因傳給後代,而牠們的鮮味受器在演化過程中,變成不只辨識原本的鮮味成分﹙像麩氨酸或是某些核苷酸﹚,也可以同時偵測糖分。

出現這種特徵的古燕就是最早的蜂鳥。蜂鳥跟一般鳥類不同,不僅能嚐出胺基酸,也能嚐出糖分。不過牠們只靠同一種味覺受器,所以胺基酸跟糖分對牠們來說,應該是同一種味道,一樣是帶來愉悅感的「鮮甜味」。

動物吃下新食物而產生美味感受的同時,也滿足了營養所需,這類美妙的演化故事,正是生物藉由愉悅感以精巧調控的生化機制滿足需求的例子。只要持續研究味覺受器的演化,我們就會發現更多類似的故事。

——本文摘自《舌尖上的演化》,2022 年 12 月,商周出版出版,未經同意請勿轉載。

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商周出版_96
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