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來認識這些毒具匠心、毒開生面的生物如何毒領風騷!──《毒特物種》導讀

Gene Ng_96
・2018/06/16 ・3250字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 557 ・八年級

無毒不丈夫、最毒婦人心,這些性別偏見的說法太不政治正確了!不過說起毒液,很多動物才是擁有大規模殺傷性化學武器的專家。雖然還沒一朝被蛇咬過,所以不必十年怕草繩,只有某晚上床睡覺時感到怪怪的,才驚覺原來是隻約半尺長的蜈蚣差點伴我入眠。

在馬來西亞念高中時,實驗課趁老師不注意,偷偷溜去學校食堂買零食,沒想到誘人的零食居然暗藏陷阱,讓我被蠍子螫到了中指,傷口立即紫黑一圈,接下來幾天被迫比著腫脹肥大的中指示人。

圖/wikimedia

碩士班時我研究蜜蜂磁場感應,在校園裡養箱蜜蜂是很合理的。即使平時戴頭罩,開蜂箱時噴煙霧,偶爾還是有一、兩隻蜜蜂飛進頭罩裡,臉頰、鼻孔、耳朵、嘴脣都被叮過,更甭提手腳。

有幾次嘴脣被叮得超痛就算了,還腫得像香腸一樣,害我幾天不敢出門⋯⋯但最近讀了本好書《攀樹人:從剛果到祕魯,一個BBC生態攝影師在樹梢上的探險筆記》The Man Who Climbs Trees),看到作者詹姆斯.艾爾德里德(James Aldred)被毒蜂和子彈蟻叮咬到七葷八素、生不如死,才知道原來我的經驗真是小菜一碟(請參見〈攀樹人的生態大探險〉)。

看似平靜的海洋中,擁有的「毒特物種」更多也更毒。圖/pxhere

來自海洋的毒特物種

海洋是孕育生命的最初場所,悠久的演化史讓毒特物種更多也更毒。

小學時,班上有幾位不良同學曠課到當時仍乾淨的海邊遊泳,還沒回學校就被嚴懲了:他們被水母螫傷,手腳都有比鞭刑更慘的傷口,一道道發炎紅腫,省了家長和老師的藤鞭伺候。觀看他們的傷口讓我很好奇被水母螫傷是什麼滋味,不過老爸在越南下龍灣釣魷魚時居然把水母釣上甲板,我們全家還是以最快速度逃離現場。

高中畢業旅行,在馬來西亞風光明媚的小島海邊玩水,導遊嚴正警告我們千萬要注意別被海膽刺到腳,要不然會立刻痛到尿失禁。果然就有幾位白人遊客中招刺到,已經非常白皙的面容更顯慘白和扭曲,令人印象極為深刻,害我都不敢去游泳。

但不是所有毒特物種都很可怕,海蛇的毒雖然沒解藥、很快令人命喪黃泉,可是到蘭嶼旅行觀賞海蛇可是必要行程,浮潛時常常能看到海蛇在旁邊游過,晚上導遊還帶我們到海邊摸海蛇。原來海蛇雖身懷巨毒,可是溫馴得很,而且牙齒也頗鈍,除非感覺生命受到威脅而死命咬,否則不會刺進皮膚,也不會輕易釋放毒液。

《毒特物種:從致命武器到救命解藥,看有毒生物如何成為地球上最出色的生化魔術師》英文版。

二○一六年夏天,我參加了在澳洲黃金海岸召開的分子生物學及演化學會年會,晚宴上主持人滔滔不絕地介紹澳洲的各種毒特物種。毒特物種似乎令澳洲人引以為傲──好吧,至少生物學家是如此。

但是被好可愛、看來很無害的雄鴨嘴獸的刺螫到,那就不是痛幾天或幾週就能善罷甘休的,據說要徹夜難眠地痛上好幾個月,標準的痛不欲生;澳洲海裡還有一種芋螺,看來毫不起眼,可是只要伸出觸手碰到獵物,就能立即擊殺,成人不小心被咬一口,也會去見閻羅王。

他們不斷天花亂墜地秀出澳洲各種毒特物種,例如刺魟、南棘蛇、箱水母、藍圈章魚、蜘蛛等等,似乎全澳洲都被牠們攻占到無處不在。毒液對生物學家確實有毒特的魅力,而且還有很多精采絕倫的故事。

那些研究毒物的生物學家們

要談這些毒液的優異毒家報導,非這本《毒特物種:從致命武器到救命解藥,看有毒生物如何成為地球上最出色的生化魔術師》Venomous: How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry)莫屬!作者克莉絲蒂.威爾科克斯(Christie Wilcox)特立毒行地談了好多種毒液的毒具匠心,各種毒特物種在她的生花妙筆下毒來毒往,真的是毒開生面。

以上我談了好多個人經驗,其實生物學的很多研究,就是從這些對周遭事物和個人經驗所產生的好奇。

威爾科克斯小時候在夏威夷邂逅了僧帽水母,雖然疼痛卻讓她著迷。後來捉蛇、玩水母海葵是家常便飯,讀博士班時乾脆研究起毒液的分子合作過程,對象是有毒的獅子魚。

我們之間有很多人,包括不少生物學家,都懼怕毒特物種,這是人類與生俱來的天性,我母校美國加州大學戴維斯分校(University of California, Davis)的人類學家琳恩.伊斯貝爾(Lynne Isbell),甚至提出蛇可能是人類具有大腦袋的演化驅力來源。那些無視毒特物種的古早人類,很不幸地提早領了達爾文獎(Darwin Awards):

讓自己愚蠢的基因不再自由地傳播出去。

因此,害怕毒特物種一點也不可恥,反而是愛與毒特物種打交道的人常被視為怪咖。威爾科克斯訪問了不少毒液科學家,雖然天天驚心動魄地和蛇蠍等毒特物種打交道,他們不但一丁點也不惡毒,她還認為他們是全世界最開放、最迷人、最令人興奮的一群。

台灣的蛇毒研究中,眼鏡蛇佔了很重要的份量。圖/wikimedia

台灣也有不少毒特物種,例如毒蛇就沒這麼好惹,被眼鏡蛇咬傷會讓組織壞死,令人怵目驚心!台灣的蛇毒研究也是世界頂尖,有興趣的朋友可以參閱楊玉齡和羅時成合著的《台灣蛇毒傳奇:台灣科學史上輝煌的一頁》一書,見識台灣早期在資源不足且技術遠遠落後的情況下,先輩科學家如何克難且勇敢地開創新局。

各種毒液的研究大多是受好奇心的驅使才開始,後來卻讓我們能有工具來了解細胞生物學、生理學和神經生物學上的重要機制,許多毒液的關鍵成分後來被發現具有治療勃起功能障礙、癲癇、心臟病、糖尿病、自體免疫疾病和癌症等多種疾病的功效。

身為分子生物學家,威爾科克斯也提到抗毒液體學(antivenomics)這門新興學科,目標在於用最尖端的免疫學與分子生物學技術來純化抗毒素。她討論了從人體各種毒液的生物化學和神經學作用到所謂的自我免疫者,例如蛇的飼主進行的實驗,不擇手段地在自己身上注射毒液以增強免疫力,防範遭受心愛的寵物攻擊致死;她也提到許多利用毒液謀害他人的故事。

藍圈章魚,被視為世界上最毒的生物之一。圖/wikipedia

這本書幾乎把地球上所有毒特物種一網打盡,我讀了才知道,原來被藍圈章魚給吻上一口是會致命的。有趣的是,毒液不僅令人疼痛或直接一命嗚呼而已,有些甚至能控制其他動物的心智與行為,所以在印度有人用蛇毒來嗨翻天──有錢人購買價格不菲的乾燥蛇毒,窮人去蛇窟讓蛇咬一咬,這真是令人大開眼界。

當連毒門絕活都拯救不了牠們……

不過回到最初談到的,這些毒液都是動物為求防衛或果腹演化而來,實在無可厚非,而且這些毒液所費不貲,製作合成的代價不低。在現代社會,人類真的因為毒液而不治身亡的還是極少數──如果和車禍及觸電相比的話;在美國,槍械之下的亡魂恐怕多得太多。因此,我們不需要對毒特物種過分地恐懼。

儘管很重要,我們對毒特物種的毒門絕活了解得其實仍有限。在人類不斷破壞環境下,對這些動物而言,毒液已不足以自保,在許多生物醫學應用開發出來前,可能連基礎生物學的知識都沒法從牠們身上取得。所以,該輪到我們人類發揮善意,否則就真是蛇蠍不如了。

 

 

本文為《毒特物種:從致命武器到救命解藥,看有毒生物如何成為地球上最出色的生化魔術師》Venomous: How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry)導讀

 

 









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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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發炎性腸道疾病的獵奇療法:來一杯「鉤蟲卵」吧!——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/24 ・2290字 ・閱讀時間約 4 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

上一節,我提到了犬蛔蟲,我好不容易才忍住沒有提另外一種寄生蟲:蠕蟲。這類寄生蟲成員眾多,個個都是入侵或躲避免疫系統的行家,牠們有許多花招可以幫助牠們在人體內存活下來、繁榮昌盛。牠們之所以需要這些花招,是因為作為寄生蟲,牠們的個頭太大了,免疫系統不可能看不到牠們。即使是較小的蠕蟲物種,也有幾公釐長,跟病毒或細菌比起來,可謂龐然大物。

蠕蟲感染者的腸道 X 光照片,圖中黑線都是蠕蟲。圖/WIKIPEDIA by Secretariat

在世界上許多較貧窮的地區,由於衛生條件較差,蠕蟲帶來了無盡的痛苦:據統計,世界上約四分之一的人口感染了某種類型的蠕蟲。衛生機構正在嘗試使用預防、清潔的手段和抗蟲藥物來緩解疫情。與此同時,在已開發國家,人們已經成功消滅了蠕蟲疾病。

也許有點過於成功。

免疫反應有幾種不同的形式。我們理解得最透徹的兩種是 Th1 和 Th2(Th 代表輔助 T 細胞,這是一種重要的 T 細胞)。它們的細節比較複雜,但大體畫面是這樣的:這兩種反應處理的是不同類型的感染——Th1 類型的輔助 T 細胞會向吞噬細胞和胞毒 T 細胞發出啟動訊號。聽到「集結號」之後,這些細胞會追蹤並摧毀任何被病毒或特定細菌感染的人類細胞。與此相反,Th2 反應是直接攻擊那些尚未入侵人體的病原體,Th2 細胞會啟動一種叫作嗜酸性球(eosinophils)的免疫細胞,來殺死蠕蟲。只要一種 Th 反應上調,另外一種就會下調。這種機制是合理的,因為這樣可以節約身體的資源,並降低免疫反應的副作用。

TH2 細胞(左)正在被 B 細胞(右)活化。圖/WIKIPEDIA

蠕蟲激發的正是 Th2 反應。有人因此認為,此消彼長,在那些蠕蟲病發病率較高的國家,過敏反應( Th1)的概率恰恰因此更低。(在過去幾十年裡,已開發國家裡出現過敏反應的人越來越多)。流行病調查顯示:蠕蟲越是肆虐,過敏反應就越少。

蠕蟲採取的各種躲避和反擊策略,以及牠們的存在本身,都會對免疫系統產生影響。一個效果就是牠們會抑制發炎反應——要知道,世界上有許多人巴不得他們的發炎反應受到一點抑制呢。

因此,許多患有慢性自體免疫疾病(比如,發炎性腸道疾病)的人現在正在接受蠕蟲療法(用的是鉤蟲),針對其他發炎疾病的臨床治療也正在測試。

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鉤蟲, 被用在慢性自體免疫疾病的蠕蟲療法 。圖/WIKIPEDIA

這聽起來有點怪誕:有人竟希望——不,堅持要——被寄生蟲感染。他們向醫生求助,醫生給他們的藥是一小杯鉤蟲卵,然後他們就喝下去了。在他們的胃裡,這些卵會孵化,幼蟲會爬出來。然後,不知怎的,患者就感覺好多了。當然,鉤蟲不會存活很久(醫生選擇的物種並不會在人體腸道內存活很久,否則就會有新的麻煩了),因此,過一段時間,患者又要接受新一輪的感染,以維持免疫系統的平衡。

當然,如果我們可以不用蟲子(比如使用其中的有效成分,類似某種「鉤蟲萃取物」的藥物)就可以治療疾病,那就更好了。但是,目前還沒人知道到底哪些成分重要——而且似乎要見效,必須要用活的蠕蟲。

為了解釋關於蠕蟲的這個情況,研究人員提出了「老朋友假說」(old-friends hypothesis),這是「衛生假說」的一個改良版。你也許聽說過「衛生假說」,它已經流傳了很長一段時間,但直到一九八九年才由大衛.斯特拉昌(David Strachan)正式提出。他進行的流行病學調查顯示,那些在農場裡或田野邊上長大的孩子要比那些在城市裡長大的同齡人更少患上過敏。從此之後,「衛生假說」就被用於描述許多不同的觀念,其中一些得到了研究支持,而另一些則沒有。

總的來說,老朋友假說的大意是,人類的免疫系統是在一個充滿微生物的世界裡發育的,我們經常要跟許許多多的微生物打交道。我們已經看到了免疫系統跟腸道微生物的密切聯繫,但是這樣的親密關係也可能會擴展到病原體。免疫系統已經對一定程度的接觸和較量習以為常了。現代西方社會,是人類有史以來最愛清潔、刷洗、消毒的階段,我們受感染的機會大大減少——但這破壞了免疫系統的平衡。我們的免疫系統習慣了跟某些病原體對抗,一旦沒有了對手,它就會工作失常。因此,嬰兒和小朋友也許最好要接觸一點髒東西。

現代社會,是人類有史以來最愛清潔及消毒的階段,我們受感染的機會大大減少,但這破壞了免疫系統的平衡。圖/Pixabay

顯然,你不希望你的孩子臉上有霍亂弧菌,雖然研究人員在二○○○年發現結核病對預防氣喘有幫助,但這並不意味著你要讓孩子染上結核。但是「髒東西」裡含有許多常見病原菌的減毒突變株(不再那麼有害),這可能對孩子的身體有益。沒有它們,孩子日後也許更容易患上免疫疾病——比如過敏和自體免疫病。

問題是,要多乾淨才算乾淨,要多髒才算髒呢?抱歉,我真的不知道答案。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田

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麥田出版_96
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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。
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