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國輻中心拍電影,把台灣之光變有趣好懂──《阿卡的冒險》觀後感

旻諭_96
・2018/10/29 ・2664字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 489 ・五年級

「同步輻射就是一台超級顯微鏡,它可以讓你看到恐龍蛋,不只是裡面有沒有小恐龍,還有這整個蛋白質的結構,都比學校的顯微鏡強太多太多倍了!」

國家同步輻射中心(以下簡稱國輻中心)為了讓更多人知道什麼是「同步輻射」,還有這個中心都在幹嘛,跟金鐘獎最佳動畫節目得主 studio2 團隊一起合作,歷經一千多天才完成科普電影《阿卡的冒險:光子秘密》,並於今年 8 月 29 日在科技大樓一樓簡報室舉辦電影試映會。《阿卡的冒險:光子秘密》主打國中以下觀眾群,期待能讓親子一同在時而緊張刺激,時而溫馨感人的氣氛之下,輕鬆了解「同步輻射」和台灣之光「國輻中心」。

想必國輻中心的科學家與 studio2 在完成《阿卡的冒險》這一千天中,一定經過很多討論跟磨合。而今天由我這個來泛科學兩個月的實習編輯,帶大家一起瞧瞧《阿卡的冒險》到底好不好看,還有這部科普電影如何誕生!

《阿卡的冒險:光子秘密》電影試映會當天,大小朋友座無虛席。圖/由國輻中心提供。

返祖病毒解藥失靈與阿卡身世之謎——《阿卡的冒險》劇情簡介

以前我對公家機關製作的科學影片總抱持著刻板印象:教育意義濃厚、像在看影片版本的課本,或是沒有很好的包裝想傳達的知識(如果我只想躺在沙發上放鬆看電視絕對轉台的那種)。

《阿卡的冒險》完全扭轉了這個印象,這部電影的故事性非常強,不會讓人一看就覺得電影要教我生冷的科學知識。故事剛開始先以「返祖症狀」病毒散播為後續故事鋪梗,染上此病不僅身上會長出大量毛髮,攻擊性也增加。企業家、政治家、甚至一般大眾與動物都染上此病,引起社會恐慌。再來是以小雞阿卡的視角出發,小雞阿卡想知道為甚麼自己和其他小雞外表長得如此不同,為了尋找「我是誰」的答案決定離「雞寮」出走。

接下來鏡頭帶到小男孩阿卡身上,染上「返祖症狀」病毒的小男孩阿卡長年為疾病所苦,解藥要價昂貴、支付不起;再加上科學家爸爸無預警地離去,讓小男孩阿卡難過不已。一日小男孩阿卡在河邊遇見小雞阿卡,救了小雞阿卡一命,從此他們形影不離,小男孩阿卡的心情也才逐漸轉好。突然一天,「返祖症狀」病毒的解藥失靈,而正確的解藥關鍵在小雞阿卡身上。當全國通緝小雞阿卡之時,事情的原委漸漸明朗,為何小男孩與小雞有相同名字,答案也都一一解開。

當全國通緝小雞阿卡之時,事情的原委漸漸明朗,為何小男孩與小雞有相同名字,答案也都一一解開。圖/截圖自阿卡的冒險預告片

阿卡嚮往的國輻中心:與電影情節連結緊密不出戲

而在這錯綜複雜又有趣的故事情節底下,國輻中心的身影處處可見,科學知識跟故事情節連結緊密,看到科學知識部分不會有種「出戲」的感覺。像阿卡爸爸是國輻中心的科學家,而阿卡從小就對國輻中心有所嚮往,喜歡聽光子源同步加速中心裡的主任黃博士講解加速器的運作原理,觀眾也能從中阿卡的視角了解到「同步輻射」是甚麼、中心有哪些最新研究成果,及這些研究有哪些應用

除此之外,《阿卡的冒險》電影裡也有許多的小巧思,像是把阿卡設定為「鳥類」,是因為鳥類與恐龍的親緣關係極為相近,呼應國輻中心恐龍牙齒結構的最新研究;另一方面,在電影最後治療疾病的關鍵解藥,就設定在「加速器光源」中,不僅讓大家了解到光子源同步加速器還可以應用在生醫製藥領域,也讓大家對於「同步輻射」的認識不再單一。

阿卡從小就對國輻中心有所嚮往,喜歡聽黃博士講解加速器的運作原理,觀眾也能從中阿卡的視角了解到「同步輻射」是甚麼,以及最新研究成果與應用。圖/截圖自阿卡的冒險預告片

整體而言,電影《阿卡的冒險》裡科學知識的難易度適中,也很符合當初國輻中心主打「親子同樂」的設定。試映會當天不管是大朋友、小朋友,都非常投入在電影情節當中,在時而緊張刺激,時而溫馨感人的氣氛之下,輕鬆了解「同步輻射」。

看完電影當下的我,只有兩個字可以形容我的心情:過癮!


【後記】在五歲女兒心中種下科學種子

全體活動結束之後,身為科普人當然是立馬衝到前面死巴著國輻中心的計畫負責人跟導演了解這一切是怎麼開始的中間又發生哪些好玩事,我因為才來泛科兩個月沒有泛科名片我就算拿舊名片出來還是絕對要讓他們看見我的誠意(想必你看到這裡也很能感受到我的熱情(笑)。

國輻中心的羅國輝主任、計畫共同主持人湯茂竹、還有今天擔任活動司儀的潘冠宇博士,以及 studio2 團隊的馮偉倫導演,大家都人超好犧牲午飯時間,坐在會場第一排一一解答我這個菜鳥實習編輯的疑問!

計畫共同主持人湯茂竹及擔任當天活動司儀的潘冠宇博士,一同分享籌備《阿卡的冒險》的心路歷程。圖/Minyu

大家回憶起這一千天到底是怎麼走過來的:剛開始光是定主題就花了半年的時間,甚麼主題都想過,比如新竹米粉要怎麼做才好吃,也想過要連結鄭成功的歷史故事;當確定主題之後,科學家想的是要有哪些科學元素在電影裡,studio2 則要設法把科學知識以故事情節包裝。

「他們(studio2 團隊)會懂得用畫面還有其他感官來思考事情,但科學家不是用這套思考方式,那個衝突跟磨合真的是非常精采!」潘冠宇博士感慨地說著。

雖說科普電影製作的過程中,科學家和動畫製作團隊間勢必會經歷一番又一番的討(ㄔㄠˇ)論(ㄐㄧㄚˋ),但當最終科普電影《阿卡的冒險》真的搬上了大螢幕,學生的熱烈反饋讓國輻中心的科學家們感動不已。計畫共同主持人湯茂竹提到:「小朋友剛開始會問電影劇情的問題,問到後來沒有問題了,會開始問科學的問題!」潘冠宇博士也分享:「我五歲的女兒看完之後,回到國輻中心裡電影出現過的場景,居然跟我說:『把拔這就是電子光!』雖然電影中提到的是電子會產生光,不過這已足以證明,科普電影已經能在五歲孩子的心中種下一個種子!

電影《阿卡的冒險》中的國家同步輻射中心。圖/截圖自阿卡的冒險預告片

「我們科學背景的人,平常頻繁接觸相對論、量子物理的知識,就跟呼吸一樣平常,但開始製作科普影片之後才知道自己跟別人落差很大。「科普」就像是一種「重新認識自己」的過程,當我們把自己歸零,再重新來看國輻中心的時候,這個過程很棒。

期待科普電影《阿卡的冒險》在未來若反應持續這麼熱烈,國輻中心又再找到更多資源,「那我們就把剩下的十三集拍完!一集 22 分鐘,就像在看名偵探柯南一樣。」

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旻諭_96
14 篇文章 ・ 1 位粉絲
大學主修生科,研所跳槽科學教育,目前正努力想要聰明又科學的活著。

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用這劑補好新冠預防保護力!免疫功能低下病患防疫新解方—長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2882字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022 年美、法、英、澳及歐盟等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示該藥品針對 Omicron、BA.4、BA.5 等變異株具療效。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
帕克斯洛維德
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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你知道你有可能對倉鼠或壁蝨過敏嗎?Alpha-gal 症候群會帶來什麼樣的過敏症狀呢?
胡中行_96
・2022/04/23 ・3474字 ・閱讀時間約 7 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

到藥局買藥或是去醫院看病,民眾多少會被問到是否對任何東西過敏。如果是初診的話,有些醫療單位還會強調要病患詳細填寫「所有已知過敏原」(All known allergies)。

一般人的反應,第一個會想到藥物過敏原,例如:盤尼西林(penicillin);再來是食物過敏原,像是海鮮或麥麩等。這些答案的確符合原本問題設定的目的:防止療程中使用的器材和藥物,或是醫院提供的住院飲食,讓病患產生不良反應。但是,如果您對壁蝨或是倉鼠過敏,也要據實以告嗎?

對倉鼠過敏?中國倉鼠卵巢細胞又是什麼?

西方文獻中俗稱的「中國倉鼠」(Chinese hamsters),又譯為「灰倉鼠」或「灰地鼠」,學名是「Cricetulus griseus」。中國倉鼠常被人養來當寵物,再加上漢醫不會把牠們拿來入藥,一般臺灣民眾應該鮮少將牠們跟醫療做聯想。不過,有些西醫的藥物資訊臨床試驗手冊,會在過敏注意事項中,提到中國倉鼠。乍看之下,就算不是「逢中必反」,對寵物或絨毛過敏者,也很容易產生不必要的恐慌。然而,看起來楚楚可憐的中國倉鼠是無辜的,因為真正的罪魁禍首其實是牠的卵巢細胞……

中國倉鼠(學名:Cricetulus griseus)原產於中國北部沙漠地帶。圖/Wikipedia

以「中國倉鼠卵巢細胞」(Chinese hamster ovary cells,簡稱「CHO 細胞」)製藥的技術,有一段相當傳奇的歷史故事:1948 年胡正祥教授[註1]與華生醫師(Dr. Robert Watson),將原生於中國北方的倉鼠偷渡去美國。後來在冷戰的氛圍下,二人的行為被中國政府視為犯下戰爭罪,胡正祥教授還因此被判刑。根據輝瑞(Pfizer)藥廠官方網站的介紹,1950 年代美國科學家的研究發現,CHO 細胞有許多適合生化製藥的特質:

  1. 容易繁殖:與其他哺乳類動物的細胞比起來,CHO 細胞比較「好育飼」(台語),可以用工業規模的生物槽(biotanks)盛裝,讓它們在製藥使用的化學溶劑中大量生長。
  2. 適合人體的蛋白質:一條條的胺基酸,要摺疊才會變成蛋白質,而它們摺疊的形狀,會影響蛋白質的功能。CHO 細胞能穩定地複製這些摺疊。此外,雖然細菌、酵母、藻類等一樣能製造蛋白質,但哺乳動物細胞製造的蛋白質,構造跟人體比較相容。
  3. 正確的「醣類」修飾:許多哺乳動物的蛋白質,有醣類(glycans)附著在胺基酸上,稱為「醣基化」(glycosylation)。這些醣類對蛋白質在免疫反應中的功能,有著關鍵的影響。有些微生物無法用正確的醣類修飾蛋白質,但對 CHO 細胞來說是輕而易舉。
  4. 預防病原體的擴散:使用 CHO 細胞,可避免製藥過程中病原體的傳播。這對產品安全來說,十分重要。
  5. 容易改造的 DNA:DNA 就像一張食譜,依照改編過的食譜,能煮出特定的菜餚。CHO 細胞的 DNA 很容易被改造,來產生製藥所需的蛋白質。
中國倉鼠卵巢細胞(Chinese hamster ovary cells,簡稱「CHO 細胞」)。圖/Wikipedia

Alpha-gal 症候群會產生諸多過敏症狀

基於 CHO 細胞的眾多優點,目前市面上用它們製造出來的藥物與疫苗繁多。及至2020年為止,光是這樣做出來的治療用單株抗體(therapeutic monoclonal antibodies)就有將近70種被核准上市,接受免疫療法的病患遇到的機率頗高。此外,國產的高端MVC-COV1901)與聯亞(UB-612)武漢肺炎疫苗,也是這樣來的。不過,沒有人是完美的,就連可愛的中國倉鼠也不是。雖然以CHO細胞培養出來的產品,許多都非常安全,但 abataceptinfliximab 等特例,因為含有低濃度的過敏原「Alpha-gal」,所以會使極少數的人嚴重不適。

Alpha-gal 是一種會出現在非靈長類哺乳動物(例如:中國倉鼠)身上的醣類。對這種醣類過敏的情形,稱作「Alpha-gal 症候群」(Alpha-gal syndrome;簡稱 AGS),其症狀包括:蕁麻疹呼吸困難咳嗽血壓遽降噁心想吐腹瀉胃痛胃食道逆流(俗稱「火燒心」)、消化不良暈眩昏厥,以及嘴唇喉嚨舌頭眼皮腫脹

Alpha-gal 症候群症狀包括:蕁麻疹、呼吸困難、咳嗽、血壓遽降、噁心想吐、腹瀉、胃痛、胃食道逆流、消化不良、暈眩或昏厥。圖/Pixabay

值得注意的是,AGS 不僅出現在極少數 CHO 細胞培養出來的藥物中,由小鼠骨髓瘤細胞(SP2/0)等其他管道製造出來的也有,cetuximab 就是一例。[註2]由於大部份的民眾不會沒事去做免疫球蛋白 E(IgE antibody)的抽血檢查,了解自己會否對 Alpha-gal 過敏,不少人其實是因為被「壁蝨」咬傷,才發現不能使用特定藥品。讀到這裡,您可能會感到無比荒謬:剛剛不是說 Alpha-gal 只存在於非靈長類哺乳動物,要怪也是怪鼠輩,怎麼現在又賴給壁蝨?

Alpha-gal 藉由壁蝨傳播

這一切的因緣業力,就像蝴蝶效應一樣扯很遠:壁蝨先去咬了某種非靈長類哺乳動物,接著跑來咬人。過程中,壁蝨把動物的alpha-gal帶到人的身上。被咬的 2 到 6 小時後,有些人就出現過敏反應。從此以後,他們不僅得成天躲著壁蝨,禁食豬、牛、羊、鹿、兔等非靈長類哺乳動物(紅肉)及其衍伸產品,還不能使用某些藥物,生活非常不便。

Alpha-gal 症候群盛行於美國歐洲南非澳大利亞以及包含日本在內的部份亞洲地區。臺灣目前似乎沒有大量案例的報導,況且也不是每個被壁蝨咬的人都會出現過敏症狀,所以無須過度緊張。民眾只要於整理庭院或到郊外踏青時,穿著長袖衣褲,在身上噴灑防蟲液,並牽好隨行寵物,就能避免被壁蝨咬傷。

我們只要於整理庭院或到郊外踏青時,穿著長袖衣褲,在身上噴灑防蟲液,並牽好隨行寵物,就能避免被壁蝨咬傷。圖/Wikipedia

回到文章最開頭的問題:在醫療院所填寫「所有已知過敏原」的時候,該寫哪些?既然都說是「所有」了,當然建議全部都要寫。因為除了壁蝨、紅肉、中國倉鼠卵巢細胞和小鼠骨髓瘤細胞,可能還有其他您未必知道與治療有關的過敏原,會在奇特的巧合下,影響到療程安全。

註解

  • 註 1:輝瑞藥廠和美國化學工程學會(American Institute of Chemical Engineers,簡稱 AIChE)的原文,都稱該中國學者為「Dr. C. H. Hu」,而多數介紹「中國倉鼠卵巢細胞」科技的中國網路文章,則提到北京協和醫院病理科「胡正祥」教授,因此推論是指同一人。由於上述二個英文的網頁,考證似乎都較中文的嚴謹,因此採用為本文故事的參考資料。
  • 註 2Cetuximab 向來以引發「Alpha-gal 症候群」(AGS)著稱,其藥物資訊上,也常提醒病患注意是否曾被壁蝨咬傷或對紅肉過敏。有趣的是,雖然小鼠骨髓瘤細胞(SP2/0)和CHO細胞都能培養 cetuximab,但以 CHO 細胞製造出來的 cetuximab,因為缺乏人體免疫細胞能夠辨識的物質(α-1,3-galactosyltransferase),所以不會與 AGS 患者的血清產生反應。換句話說,CHO 細胞產生的 cetuximab 比較不會過敏

參考資料

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胡中行_96
82 篇文章 ・ 29 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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恐龍稱霸地球的秘訣,竟是牙齒自帶避震器?——《追光之旅:你所不知道的同步輻射》
天下文化_96
・2021/09/12 ・1747字 ・閱讀時間約 3 分鐘

《侏羅紀公園》系列電影掀起大家對恐龍的好奇,但其實科學家早就在研究遠古時代的各種生物。以恐龍為例,平均每星期會發現一種新種恐龍,每年大約會發現五十種新種恐龍。而在探討物種起源及鑑定遠古生物領域,同步輻射分析技術也展現了它的獨特價值。

例如,南非威特沃特斯蘭德大學(University of the Witwatersrand)領導的國際科學家團隊,針對一些世界上最古老的恐龍蛋胚胎頭骨,進行 3D 複製重建,發現牠們的頭骨生長順序與當今的鱷魚、雞、烏龜和蜥蜴相同,研究成果發表在《科學報導》(Scientific Reports)上。

美國自然歷史博物館收藏的恐龍蛋化石,內部留有胚胎構造。圖/WIKIPEDIA

在台灣,由加拿大多倫多大學教授賴茲(Robert Reisz)與台灣學者組成國際團隊,花費兩年時間,運用超高解析二維紅外光譜顯微術,在活躍於一億九千五百萬年前的雲南祿豐龍胚胎股骨化石中,發現殘留有機物,找到古化石內保存複雜有機物的最古老紀錄。這個破天荒的發現在 2013 年登上了《自然》(Nature)雜誌封面。

此外,在祿豐龍肋骨化石的微血管通道中,國輻中心研究員李耀昌也發現全球最古老且保存完整的膠原蛋白與赤鐵礦微粒聚晶。

「即使經過億萬年時空轉換,恐龍的軟組織經血液中鐵的氧化及碳酸鈣化包覆作用後,還是有機會被保存下來,」李耀昌表示,這將有助科學家進一步了解恐龍的生理機能與遺傳密碼。

李耀昌團隊將成果發表於《自然通訊》(Nature Communications)期刊,並獲選為《發現》(Discover)雜誌「 2017 年全球百大發現」第十二名,是近年來台灣學者主導的研究成果首度登上《發現》雜誌全球百大發現。

英國 Dinosaurland 化石博物館的鐮刀龍巢與蛋化石。圖/WIKIPEDIA

發現牙齒裡的避震器

恐龍胚胎裡有膠原蛋白,恐龍的嘴巴裡則是自帶「避震器」。

國輻中心團隊與台灣博物館、台灣石尚博物館、中國大陸北京自然博物館、加拿大安大略皇家博物館,以及中國大陸地質科學院地質研究所合作,蒐集十五種肉食性與植食性恐龍牙齒,利用同步輻射穿透式 X 光顯微術與現代的眼鏡凱門鱷牙齒進行研究比對,首度發現肉食恐龍牙齒具有避震結構。

在肉食性恐龍牙齒的琺瑯質與象牙質中間,存在一層相對柔軟且布滿微細孔洞的被覆牙本質層,可以保護牙齒,避免因撕裂骨肉造成牙齒瞬間斷裂。這項研究結果修正了過去對於原始爬蟲類牙齒結構的認知,因此登上國際知名期刊《科學報導》(Scientific Reports)與各大媒體。為了蒐集恐龍牙齒進行研究比對,國輻中心研究員王俊杰透露了一段小故事。

「當時我到桃園興仁花園夜市拜訪鱷魚攤,沒想到使用斜口鉗幫鱷魚拔牙時,斜口鉗當場應聲斷裂,只好再買一把硬度更高的老虎鉗,費了好大一番功夫才順利拔下鱷魚牙齒。」

透過同步輻射 X 光顯微鏡發現暴龍牙齒藏有「避震器」,保護牙齒不致斷裂。1:X光下的暴龍牙齒構造。2:暴龍牙齒外觀。 3:無避震結構的牙齒內部應力分布。4:有避震結構的牙齒內部應力分布。圖/王俊杰提供

牙齒的特殊結構,使得肉食恐龍成為頂尖獵食者,稱霸地表一億六千五百萬年。相較於人類咬合力約為 40 公斤、眼鏡凱門鱷咬合力約 1,000 公斤,以及咬合力可達 2,000 公斤、目前世上咬合力最大的動物—— 灣鱷,「暴龍的咬合力約 6,000 公斤,且拖行的獵物體重可能超過 1 公噸,但靠著微小的避震結構設計,便不致因巨大應力而造成牙齒斷裂,」王俊杰說。

遠古生物的活動型態一直是科學家亟欲解開的謎題,透過同步光源高解析度檢測技術,可以幫助我們了解古生物化石組織結構的細微差異,提供了一種嶄新的古生物分類與古生態研究檢測方法,而藉由恐龍胚胎化石中探測到的有機質殘留物,未來將可逐步解開更多遠古生物的奧祕。

——本文摘自《追光之旅:你所不知道的同步輻射》,2021 年 8 月,天下文化

天下文化_96
116 篇文章 ・ 600 位粉絲
天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。