從害蟲到模式生物，果蠅如何華麗轉身成為實驗室的寵兒？──《昆蟲誌》

2018/03/31 |

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編按：本文節錄自《昆蟲誌：人類學家觀看蟲蟲的 26 種方式》〈章節：字母 H 頭部與其使用方式〉。作者以人類學家的觀點，在本書中探討人類與昆蟲的愛恨情仇。在人類出現之前就已經稱霸世界的昆蟲，任憑人類愛之恨之也無可奈何之。昆蟲誌於科學的範疇之外，以字母開頭誌記「人類如何理解昆蟲、與之互動」，既瑣碎又綿密的脈絡。

從侵門踏戶住你家，到進入實驗室

圖／John Tann@flickr

果蠅很能適應實驗室裡的生活。也許適應得太好了。果蠅的繁殖速度很快（母果蠅能在十天內完成其繁殖週期，繁衍出四百隻甚或一千隻後代）。牠們的遺傳結構相當簡單（只有四到七個染色體）。而且，跟所有的有機體一樣，牠們也會基因突變。

1910 年，哥倫比亞大學的基因學家湯瑪斯．杭特．摩根（Thomas Hunt Morgan）於偶然間發現果蠅身上會出現極其明顯的突變現象，而且突變的地方很多。果蠅也因而立刻有了新角色，不再只是在曼哈頓上城於夏天期間穿門侵戶、到處聞來聞去、有可能留下來或離開的惱人小蟲。

就像幫果蠅立傳的勞勃．柯勒（Robert Kohler）所說，牠們變成了「同事」。沒多久摩根的實驗室就變成了果蠅的實驗室，也就是國際知名的「果蠅屋」（Fly Room），摩根與其他研究人員也很快就成為鑽研果蠅的科學家，還自詡為「果蠅人」與「果蠅學家」。

摩根的果蠅屋。　圖／左岸文化提供

很快地，果蠅也就成為世界各地基因實驗室的標準配備。的確，如同柯勒寫道，要不是果蠅有辦法扮演「生物繁衍反應器」的角色，並且在身上出現大量的突變現象，現代基因學可能也就不會那麼早就誕生了。

果蠅的遺傳圖譜 By Thomas Hunt Morgan [Public domain], via Wikimedia Commons

早年，當摩根與他的「果蠅人」把果蠅納為實驗對象時，他們發現果蠅的突變能力實在太厲害，讓他們有點招架不住。突變果蠅大量出現，多的不得了。因為新資料的數量實在太大，他們必須採用新的實驗方法，一種以高效能為特色的方法，而這種被稱為「基因圖譜」（gene mapping）的新方法也立刻就成為基因研究的新特色。

為實驗室「量身訂做」的新品種果蠅

緊接著，受限於新方法，他們需要一種新的果蠅，一種很穩定的果蠅，好讓他們能夠很有信心地拿來與其他果蠅做比較。牠不能像實驗室以外的果蠅那樣具有天然的高可變性特色，凡是牠身上出現的變異，就一定是透過實驗而產生的突變，就像柯勒寫道，「他們將那種小小果蠅予以重新設計，打造成一種活生生的全新實驗室利器，就像顯微鏡、電流計或分析試劑一樣。」

一種蠅類就此誕生。只要牠不要跟其他比較不標準的親戚混種，牠就是一種新的動物。研究人員發現，那種最具吸引力的變種果蠅比較適合用來繁殖，牠們的身軀龐大，交配慾望與生殖力都強，而且與「果蠅屋」外面那些飛來飛去的其他果蠅顯然不同。摩根注意到，這些果蠅「不會讓自己淹死或困在食物裡，或是拒絕從培養瓶裡面出來，諸如此類會讓實驗者不開心的行為。」

果蠅染色體位置與變異的關係。 By Twaanders17 (Own work) [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

新品種的果蠅非常合作，牠們樂於接受實驗，配合度高，能夠繳出各種精確的數據。牠們與實驗室外那些只在黎明與黃昏時出現的遠親們越來越不像，整天都很活躍，而且繁殖很準時。牠們大量繁殖，因此可以被用來進行各種各樣的大量實驗。若用最寬的數字來估計，為了在 1919 到 1923 年之間完成一般果蠅的基因圖譜，摩根與同事們「麻醉、檢視、分類與處理過的」果蠅數量，大約在一千三百萬到兩千萬之間。如此不精確的數字同時說明了果蠅地位的低下和這個數字之巨大。

也許你會說：果蠅在進入實驗室之後，牠們的生活獲得保障，過得輕鬆而不缺食物。牠們不再需要覓食或躲避掠食者，幼蟲也不會遭到侵擾。直到進入實驗室之前，果蠅始終跟狗、老鼠、蟑螂與一些家中常見的昆蟲一樣，都是在夾縫中求生，牠們是人類的夥伴，與人類共享歷史，在我們旁邊和我們之間建立牠們的家園，既不是全然野生，也非居家的昆蟲（也許「共生」一詞比較適合牠們），在我們吃飯的地方吃飯，在人多的地方繁殖，而且無疑地，就算我們死了，牠們也能活下來。

果蠅第三染色體突變的翅膀。　圖／左岸文化提供

但是要在實驗室裡討生活也不容易。自從摩根的時代以來，數以十億計的大量果蠅曾接受過誘發性突變的實驗。就像柯妮莉雅．赫塞－何內格所見證的，牠們身上長出來的器官不是太多就是太少，有的是畸形，有的則長在不該長的地方（從眼睛長出腳，或者腳上面再長出另一隻腳，反正就是那麼一回事）。只要略施小技，就能讓牠們罹患亨丁頓氏舞蹈症、帕金森氏症或者阿茲海默症。牠們睡得不好，記憶大亂。牠們也會對乙醇、尼古丁與古柯鹼等物質上癮。簡而言之，就像柯妮莉雅所體悟到的，牠們肩負的任務是幫我們實現健康與長壽的美夢，同時也幫我們承受種種夢魘般的痛苦。

果蠅的同源異型基因。sources：Wikimedia

為什麼我們不會對果蠅有惻隱之心？

實驗室果蠅不是普通的惱人小蟲，牠們肩負著幫助人類科學進步的重大使命，卻也只是一種「工具」。　圖／Harney @Pixabay

實驗室的果蠅變得越來越標準化，與牠們那些野生遠親的差別也越來越大，而就在牠們逐漸成為哥倫比亞大學果蠅研究室的產品時，摩根與其手下的果蠅專家們也越來越喜歡與敬重牠們，甚至跟遺傳學家約翰．霍爾丹（J.B.S. Haldane）一樣尊稱牠們為「高貴的動物」。有鑑於他們在繁殖果蠅的工作上投注那麼多心力，與牠們朝夕相處，而且雙方合作無間，他們會把果蠅擬人化，實在一點也不令人感到意外。但是，儘管如此，像他們那樣殘殺自己喜歡的動物，也是一件有點奇怪的事，不過我們也別忘了，高貴的行徑往往涉及犧牲，而且雙方可說是攜手踏上了一趟偉大的科學發現之旅，而這些犧牲原本就是故事的核心。

也許這點奇怪之處可以讓我們瞭解另一個更奇怪的地方：

為什麼這種果蠅能夠與人類如此相似，似乎讓我們理所當然地把牠們當成人類在生物研究上的替身，同時卻又與我們截然不同，因此我們也可以如此自然而然地隨意摧毀牠們，不會有任何悔恨與顧忌？

果蠅打架的影像[1]令人感到困惑。我們實在沒想到，在與上海相距那麼遠的地方，這次不是蟋蟀，而是果蠅被當成一種純粹的實驗工具。果蠅居然會與一種沒有昆蟲相鬥文化的文化有所牽扯，被拍攝下來，還丟了腦袋。上海人在玩蟋蟀時有很清楚的界限，他們與蟋蟀的關係曖昧，喜愛牠們，但也很清楚牠們就只是蟋蟀。在聖地牙哥這裡，界線也很清楚，果蠅就是果蠅，也沒有曖昧的關係。聖地牙哥的實驗室裡，人蟲之間的相似性是可以量化的。即便數字並不是那麼精確無誤，但人類與果蠅之間事實上有很多共同的基因；就細胞的層次而言，人類與牠們有很多一樣的新陳代謝與傳遞訊息的通路；而且，很多腦神經科學家都願意承認，人類與果蠅有很多相同的行為，（而且他們也同意）兩者有很多相同的分子機制（molecular mechanism）。

被「模組化」的果蠅，生生死死都在試管裡面。圖／Oregon State University@flickr

這件事實在不怎麼美好，動物實驗就只是一種工具而已。透過實驗將生物予以模式化，理由在於我們想要將身體與靈魂加以分離，同時也分離了生物學與意識，還有物理學與形上學。如果我們能確認人蟲之間的相似與相異之處並不屬於同一個層次，就會比較容易下手。也就是我們必須用不同的基礎來分辨相似性與相異性，很清楚人與蟲的相似之處存在於基因裡，而相異之處則根本是不證自明的：斷定人蟲差異的標準來自於遠古的亞里斯多德時代，如今已成常識，顯然根本不須多加思索。我們大可以說牠們就只是昆蟲，人蟲之間的差異無庸置疑，我們也因而可以任意處置牠們。伊利亞斯．卡內提（Elias Canetti）深諳此一道理。他曾寫道，昆蟲是「化外之物」。

即便在人類社會裡，摧毀那些小小的生物也是唯一一種不會遭受懲罰的暴力行徑。牠們的血不會讓我們有罪，因為那種血與人血不同。我們不曾凝視牠們的呆滯眼神……至少在西方世界裡，牠們也不曾因為我們越來越關心生命（不管此一趨勢是否有實效）而獲得好處。

軀體與精神：是「社會性」造成差異嗎？

荷蘭哲學家兼人類學家安瑪莉．摩爾（Annemarie Mol）曾研究過動脈粥狀硬化症（atherosclerosis）的社會性，那是一種會讓動脈變窄，阻礙血液循環的疾病，一開始出現在腿部，接著會轉移到心臟去。摩爾是個敏銳的觀察者。她曾經旁觀動脈粥狀硬化症患者被解剖的過程，其中許多死者都是在醫院的療護之下病逝的。她注意到，當病理科醫師把厚厚的肉體劃開，進入屍體的循環系統時，總是會稍候片刻，拿一塊布把屍體的臉部遮住。

根據此一動作，摩爾認為，事實上屍體所代表的是兩種存在物：身體只有一個，但卻蘊含兩種存在意義。被切割的身體是生物學上的身體，與人性的形上學無關，是一塊可以隨意支解，無名無姓的肉。但被切割的身體也是另一種存在物，它是一種具有社會性的身體，它有過去的種種經歷，有親友，一種曾經愛過也受苦過的身體，需要他人的謙遜對待，還有尊重與關注。摩爾的重點並不在於我們該去討論解剖桌上的身體是哪一種身體，而是要凸顯出兩種身體其實都在，用布遮臉的舉手之勞儘管簡單，也是對於身體社會性的確認。

By Francisco Romero Ferrero (Own work) [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

也許她所提到的那一塊布正足以指出，儘管兩者都會打鬥，但上海的蟋蟀不同於聖地牙哥的果蠅。也許兩者之間具有一種存在意義上的差異。在上海，每一隻蟋蟀都與許多蟋蟀同在，牠們彈性的身體都承載著許多經歷，許多朋友。牠們的身體讓許多人懷抱夢想，許多計畫就此展開與落空。如果牠們是鬥士，我們也是。至於聖地牙哥的那些果蠅，只是科學性的，是一種「活生生的實驗室利器，就像顯微鏡、電流計或分析試劑一樣」，其目標明確，角色也有清楚定義，不管死活都無關宏旨。