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冬眠的松鼠和阿茲海默症病人的大腦有點像?

活躍星系核_96
・2018/05/17 ・1809字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 559 ・八年級

文/洪浩恩 │ 中興大學獸醫學系

圖/海棉寶寶劇照

北美洲的金背地松鼠(Callospermophilus  lateralis)被作為研究冬眠的實驗動物。科學家發現松鼠在冬眠時,大腦中磷酸化 tau蛋白(tau protein)會大量的出現,就像程度嚴重的阿茲海默症(Alzheimer’s disease)患者一樣,而隨著環境慢慢恢復成適合牠們活動的條件,松鼠就像是沒事一般的甦醒過日子,讓人吃驚的是牠們原來瀰漫於大腦中的磷酸化 tau蛋白幾乎完全消失。

真實世界的珊迪(金背地松鼠)其實長這樣。 圖/Eborutta [CC BY-SA 3.0] via wikipedia

阿茲海默症與磷酸化 tau 蛋白

從失智症患者的大腦組織被觀察到類澱粉蛋白斑塊(amyloid plaques)至今,阿茲海默症持續被人們研究了 110 年,即使我們對於疾病的進程有更多的了解,卻始終無法找到一個好的方法能有效治療它。

以現在累積的證據來看,人們相信阿茲海默症的成因,最可能肇因於一種(可能)用來協助神經細胞維持和運輸功能的微管蛋白tau,這些原本就廣布於神經系統的蛋白因為某個不明原因,可能是受到遺傳或是環境因子影響而產生了過度磷酸化(hyperphosphorylation),而後這些磷酸化 tau蛋白就到處瀰漫,甚至與組織間的其他碎屑產生糾纏,於是讓身體不得不透過炎症反應來玉石俱焚的類澱粉蛋白斑塊就這麼誕生了。

崩解的維管蛋白。 圖/wikipedia

在神經退化性疾病的研究中,科學家致力於尋找活化神經可塑性(neuronal plasticity)的關鍵,因為如阿茲海默症的例子,即使我們清除了所有的斑塊,也得讓患者的神經系統恢復到原來的樣子,眾多關於神經可塑性的探索行動,有人開始注意到冬眠(hibernation)這種一直存在於我們身邊的神奇事情。

恆溫動物腦中的磷酸化 tau蛋白在冬眠時大幅增加,但在甦醒後又漸漸消失。如圖所示,自休眠開始(F、F’);剛甦醒(G、G’);到甦醒一段時間(H、H’),磷酸化 tau蛋白漸次從畫面中消失。 圖/原始論文

協助大腦冬眠「關機」的 tau 蛋白

冬眠是一種動物用來渡過惡劣環境以盡量減少能量消耗的行為策略,在冬眠期間的哺乳動物,其代謝速率、心跳和呼吸頻率都會大幅下降,在這個時候為了不必要的能量消耗,大腦幾乎停止活動,腦細胞會減少,那麼,tau蛋白在這時候大量出現又隨著甦醒消失,如此安排用意為何呢?

冬眠期間的海馬迴組織循環變化。在神經末端的神經傳導分子消失與再現的周期性變化與 tau蛋白的磷酸化和去磷酸化時間一致。(點圖可放大)圖/原始論文

科學家相信磷酸化 tau蛋白的出現,帶來一種協助大腦「關機」的訊號,在環境不利於生存時,腦中需要將暫時不需要的神經連結除去,以保住那些和生命直接相關的部分,這個現象也發現在倉鼠和黑熊腦中,特別是科學家還在壽命較長的黑熊腦中,發現了未被還原而留下來形成斑塊的 tau蛋白,根據目前在動物行為上的長期記憶實驗結果,這些甦醒的動物在社交上的記憶是不受冬眠影響的,而空間性的學習記憶則有程度不一的損傷,有一種鼠耳蝠(Myotis myotis)則能保留完整的空間記憶。

在漫長的演化歷程中,人類的基因始終帶著這樣的機制,阿茲海默症患者的腦中,tau蛋白說不定預知了危險,為了保護大腦而來,可惜喚醒它的可能是我們的衰老或其他因素,面對突如其來的變化,沒有走進冬眠程序的我們無法逆轉它。

松鼠和其他動物,靠著冬眠捱過嚴冬,在遙遠的未來,如果人們想要實現太空旅行,除了交通載具的突破外,如何讓人進入冬眠又能毫髮無傷地悠然轉醒會是相當重要的,或許等到那時候,一直困擾著科學家的阿茲海默症也將得到了解答。

也難怪 NASA 會聘請松鼠了。 圖/海綿寶寶劇照

參考資料:

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia


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海豹在臺灣出現合理嗎?鼻頭漁港海豹現身事件和跟著浮出水面的反思

chungweiyou_96
・2021/10/27 ・3368字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本週(10/24)在臺灣瑞芳的鼻頭漁港首度發現一隻靠岸在本島的海豹,這個消息對很多人來說都非常的興奮!但另一方面,這隻海豹也讓一些問題跟著浮出水面:比方如何辨識海豹、海獅等鰭腳類動物?新北市動保處為何要捕捉這隻海豹?海豹出現在臺灣合理嗎?港內的垃圾如何處理?跟著本文,讓我們來一一了解!

海豹、海象、海獅、海狗,傻傻分不清楚?

在分類方面,首先我們知道鰭腳類動物(Pinnipedia)就是指這類四肢演化成鰭狀的海洋哺乳類動物,主要分布在溫帶與寒帶(但仍有少數例外,如加拉巴哥海獅 Arctocephalus galapagoensis 所分布的加拉巴哥群島就是位處熱帶)。

鰭腳類動物包含了海象、海豹、海狗以及海獅,對一般人來說確實是個挑戰。其中較好分的就是海象,擁有一對非常醒目的獠牙;其次則是海豹,海豹是沒有外耳的,後腳看起來更接近尾巴,因此在岸上移動困難;而海獅和海狗就不好分了,在分類上的定義也不夠明確(海狗是海獅類群的其中一分子),要分辨的話,普遍主要會從海獅體型較大、雄海獅有明顯鬃毛、體毛較粗等來大致區分。

環海豹。圖 / 作者提供
加拉巴哥海獅。圖 / 作者提供。

為何要把海豹抓起來?可能的原因與反思

然後就是新北市動保處為何想要捕捉這隻海豹了。這個問題大概可以拆解成以下幾項:

一、因為海豹是外來種?

新北市動保處處長在新聞稿以及鼻頭漁港現場,都說了海豹是外來種云云。

外來種的定義是「某物種直接或者間接靠人為力量抵達某原分布外的地點者稱之」;反過來說,靠自身能力(飛行、游泳、空漂、海漂⋯⋯)抵達臺灣的生物,就不是外來種。而目前經清查,各大水族館以及海洋公園等地,都說並沒有遺失海豹的情況之下,這隻在鼻頭漁港出現的海豹,就不能以外來物種的標準處置(如果有所謂的外來種處置方式的話啦)。

二、還是哺乳中的小海豹?

10 月 25 日早上,我也在鼻頭漁港現場攝影,並目擊了圍捕經過。詢問過後發現,現場所有準備圍捕海豹的人員,沒有一人知道那隻海豹究竟是什麼物種。如果有小小做點功課,至少會說可能是斑海豹或者港海豹的其中之一,但現場沒有人說出上述的任何名字。

就我個人在現場觀察和攝影,個人認為比較可能是港海豹(Phoca vitulina),但因為港海豹和斑海豹(Phoca largha)外觀相當相似,所以也不敢直接說死。

港海豹分布於亞洲、歐洲以及北美洲的溫帶和寒帶地區,IUCN 判定無危,數量穩定。如果現場人員都無法判斷這隻海豹究竟是哪個物種,要人如何相信 24 日報導中說的「專人判定是哺乳期中的小海豹」?專人是哪位?以這種不夠可信的理由想要把海豹抓起來,似乎操之過急。

那我們就來看看這隻海豹是哺乳期幼仔是否合理吧!首先,港海豹在介於 2 月到 7 月之間產仔(緯度越高越晚生),產仔之後,媽媽只花 3-4 週的時間哺乳,之後就離開寶寶讓牠獨立生存。所以假設牠最晚在 7 月出生,又哺乳長達 4 週,圍捕當天已經是 10 月 25 日,怎麼算都不可能是所謂的「還在哺乳期的個體」!

有新聞報導小海豹可能跟母豹走失。圖/NowNews

根據 Monica Muelbert 和 William Don Bowen 在 2011 年的研究[1]顯示,港海豹幼仔平均在產後 24.1±0.44 天斷奶,斷奶的當下體重為 24.9±0.45 公斤 (n=52)。鼻頭漁港的這隻港海豹雖然沒有被抓起來量體重,但目測體長約 1 公尺、體重超過 25 公斤應該是沒有懸念,怎麼看都不是哺乳期的幼仔,還腦補了跟父母走散等劇情,用意只是想合理化捕捉的動作嗎?

這次在鼻頭漁港的港海豹。圖 / 作者提供。

三、擔心小海豹在漁港內受傷?

基本上這隻迷路到臺灣的港海豹,應該視為如同迷鳥一樣的狀況。同樣是史上首見,2014 年金山小白鶴剛到的時候,動保處也沒有急著要捕捉,那為什麼這隻港海豹就要抓?在「外來種之說」以及「哺乳期幼仔之說」都有些不可靠的情況下,處長接著說因為牠在漁港內可能會被漁船或者漁具等弄傷,所以想要捕捉之後去野柳海洋世界給獸醫師檢查,再找適當的時機和地點野放。

這個理由我可以接受,但正值東北季風強盛,當天早上天氣也一直都不好,港外的浪況相當驚人,捕捉人員雖然沒有抓到港海豹,但間接把港海豹趕出港外,在這種浪況極度不佳的海象之下,是不是逼著牠去冒更多的險?漁船在這種天氣也不會出港作業,若能讓牠在港內休息幾天,也觀察幾天,等過幾天天氣好,港海豹也因為喘息幾天而恢復體力(一路從溫帶南漂到臺灣肯定非常消耗體力),再有所動作應該也不遲?

金山小白鶴。圖 / 作者提供。

後來,10/25早上離開鼻頭漁港前,動保處處長說,他們當天的捕捉行動其實也想要測試、觀察港海豹的行動能力。看起來牠逃走的時候很正常,游泳的速度也是非常快,應該是健康無虞的個體。

港海豹出現在臺灣合理嗎?

至於港海豹出現在臺灣到底合不合理?要回答這個問題之前,要先知道一個概念:動物在某地點族群數量變多,新的個體競爭不到資源(或者數量沒變多,但環境品質劣化導致資源減少)時,就有可能冒險向外拓展新領地。

如果是海豹,在這個過程中,就有可能被強大的洋流帶往意料之外的低緯度地區,比方沖繩和越南都有發現過海豹的紀錄。至於臺灣的部分,昨晚看到李璟泓(里山基金會發起人)學長挖到一則老新聞,說 1957 年 8 月就有漁船在臺灣海峽撈到海獅(但其實比較像海豹);2013 年 6 月,蘭嶼東清灣海灘上也曾發現了一隻斑海豹屍體;所以此事件並不是完全沒有前例可循,在試圖妄下結論之前,真的要先花時間找資料啊。

1957年的報紙新聞。圖/取自國立公共資訊圖書館。

番外篇:港內垃圾怎麼那麼多?

再來就是港內的垃圾問題了。在港海豹離開後,已經有工作人員清理了鼻頭漁港內的垃圾,效率很高。大家看到海豹照片的時候,大多都會順便譴責一下垃圾過多的問題。

我也同意港內垃圾必須清理,但這個問題並不是當地人維持乾淨、不亂丟垃圾就能解決的。海洋四通八達,你在某地海邊撿到的垃圾有相當機會其實是遠方其他地區的人丟棄的。這是個相當大的議題,希望大家除了譴責當地人以外,有機會也可以幫忙參加淨灘活動。

鼻頭漁港的海豹與垃圾。圖 / 作者提供。

最後也想特別討論一下,大家如果遇到不熟悉的野生動物該如何應對。每個人對於動物的認識程度不盡相同,總有機會遇到一些自己不認識的動物。建議大家如果遇到不認識的動物,首先務必保持冷靜、安靜,並仔細觀察,記下特徵;如果有機會,就拿出手機拍攝一些照片。取得照片後安靜的離開遭遇動物的現場,讓雙方皆留有一些空間,千萬不要試圖捕捉或者攻擊,除了有犯法之虞,也可能弄巧成拙反而被動物攻擊!

後續,你可以主動搜尋一些管道尋求辨識協助,比方如果你看到的是一隻不熟悉的青蛙,可以有禮的請教一下臺灣兩棲類動物保育協會,以此類推,就看你看到的是哪個類群動物,找相關團體請教即可。甚至,現在社群網路如此發達,你只要 po 在自己的版面上,就有人會幫忙轉貼至各大相關版面,進而獲得解答。你的照片,或許還有可能協助研究者有新的發現!

總之,先觀察、後拍攝,最後安靜離開,就是標準遭遇不熟野生動物的 SOP 囉!

當然最後還要補一句,可以跟上百年難得一見的港海豹來臺事件,真是高興!榮幸!萬幸!Cheers!

參考資料

  1. Monica Muelbert, William Don Bowen, Duration of lactation and postweaning changes in mass and body-composition of harbor seal, Phoca-Vitulina, pups, 2011

chungweiyou_96
952 篇文章 ・ 245 位粉絲
大家好,我最喜歡的類群是兩棲爬行類動物,但基本上對於所有動物的神奇和美麗都是無比嚮往。
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