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防曬乳讓你晒SUN不晒傷

活躍星系核_96
・2012/04/04 ・1722字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 591 ・九年級

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文/國科會科技新聞寫作班第三組:范瀞文、許馨亞、陸子鈞

曝曬陽光下會使我們晒黑;過度的曝曬,甚至會晒傷。炎炎夏日,出門前,不論是為了避免晒黑,或者晒傷,除了帶遮陽的陽傘、墨鏡、長袖外衣之外,我們還可能會塗抹一層防曬乳。

防曬乳的歷史

防曬乳的概念,其實可以追溯到古埃及。在埃及這樣充滿日照的環境下,維持淺膚色非常困難,所以古埃及人的審美觀認為白皮膚較黑皮膚迷人。最近的考古研究,翻譯自莎草紙及墓碑的文字指出,古埃及人會混和不同液體後塗抹,防止皮膚晒黑。這些混合物像是米糠的萃取物,還有茉莉花、羽扇豆。而且其中有些成分甚至還被現代科學證實有某些實際的功效,像是茉莉花被認為能修復皮膚細胞受損的 DNA;而羽扇豆至今仍被用於美白 [6]。

第一個商業販售的防曬乳,在 1928 年的美國上市,由對胺基安息香酸(4-Aminobenzoic acid, PABA)、苯基水楊酸(Benzyl Salicylate)和苯基桂皮酸(Benzyl Cinnamate)混合而成。雖然當時防曬乳非常容易取得,但卻沒有被普遍使用。直到1930年代初期,一位化學家,也是後來黎萊雅(L’Oreal)的創辦人厄堅.徐勒(Eugene Schueller),才成功的推廣防曬乳,同時他也被認為是現代防曬乳的發明者。1940年代,美國一位藥商班傑明.格林(Benjamin Greene),在自家製造了紅色果凍狀的防曬乳,用他自己的禿頭測試後,便發送給二次大戰期間,上戰場的美國士兵使用。雖然這項產品不如現在我們看到的防曬乳一樣有效,而且容易弄髒衣物。但後來格林又進一步改良,讓防曬乳的配方更方便使用,還成立了夏波胴(Coppertone)防曬乳公司 [6]。

雖然夏波胴於1944年成立,但直到1953年這張平面廣告才變得有名

夏波胴的成功,讓大眾比過去更不擔心晒傷,而且日光浴變得流行。雖然夏波胴成功地讓大家免於晒傷,但它卻無法有效抵擋紫外線。隨著日曬增加,皮膚癌的病例也增加了 [6]。

1962年,佛朗茲.格雷特(Franz Greiter)重新設計了一套方法,來估計防曬乳抵抗紫外線的能力,也就是我們現在熟悉的防曬指數,SPF(Sun Protection Factor)。很快地,提供不同程度的防曬,成為一樁大生意;1990年,美國境內花費了5億2千5百萬美金在防曬產品的製造 [6],而這趨勢仍在增加;根據國際癌症研究中心(The International Agency for Research on Cancer)的報告,1998年防曬乳及相關產品,市場估計有34億7千萬美金;2008年,歐睿國際顧問公司(Euromonitor International)消費策略調查,更估計防曬市場達到了69億美金![1]


防曬乳的原理

歷經過去七十多年來的發展,現在我們常見的防曬乳,透過物理性及化學性機制,達到防曬效果。

防曬乳多為白色,是因為主要的成份為鋅或鈦的氧化物,能有效反射陽光,屬於物理性防曬,不刺激皮膚。但鋅或鈦的氧化物卻非常黏稠,且不透明(你不會想讓全身都變「白色」吧?),不便於全身使用。拜化學技術發展所賜,能將鋅/鈦氧化物做成奈米層級的微粒,直徑約 1~100 奈米,約為頭髮直徑的五萬分之一[5],除了塗抹後呈透明之外,還能增加防曬效果[4]。

利用防曬乳的成份中,分子間的作用力,吸收紫外線的能量,屬於化學性防曬。化學防曬的有效成分很多種,對胺基安息香酸是從 1920 年代起,至今仍被使用的其中一種,因為它能有效隔絕UVB,但無法隔絕UVA。二甲氨苯酸戊酯(Padimate A)是 PABA 的酸化延伸物,能吸收紫外線,避免皮膚晒傷,但因為它曝曬在陽光下,會刺激皮膚 [7],1989 年在歐洲被禁止,美國食品藥物管理局(Food and Drug Administration, FDA)也不准許使用。桂皮酸鹽 (cinnamate)、鄰胺基苯甲酸類(Anthranilates)和水楊酸也被使用來隔絕UVB,值得注意的是,桂皮酸鹽不適合對肉桂過敏的人使用。甲基水楊酸(Homomenthyl Salicylate, HMS) 是另一個也被廣泛使用的化合物,但僅能提供有限的防曬效果。而用來隔絕 UVA 則會使用像是羥基苯酮(oxybenzone)或二苯甲酰甲烷(dibenzoyl methane)的苯甲酮類化合物 [6]。

[下一頁]

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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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用「光」就可以治療癌症?人類一百多年前就發現,讓不正常的細胞通通炸掉的療法——淺談光動力治療 PDT
Bei
・2022/08/03 ・2465字 ・閱讀時間約 5 分鐘

光動力療法,起源於 100 多年前

1903 年,諾貝爾獎得主 Niels Ryberg Finsen 發現照射紅外線可以預防天花的生成,而照射太陽中的紫外線可以治療皮膚結核病,此項發現也為光治療領域開啟了新的一個章節。

接著在 1950 年,科學家發現可以利用特定波長的光源來激發感光劑(Photosensitizer),且對細胞具有一定能力的破壞。

利用雷射進行的光動力療法。圖/維基百科

1966 年,科學家首次嘗試將光動力治療(photodynamic therapy, 以下簡稱 PDT)運用於腫瘤,一開始只是對感光劑可做為腫瘤細胞的螢光定位感興趣;一直到了 1975 年,科學家們發現利用感光劑定位的小鼠腫瘤,在特定波長的光源照射下可以被消除,且不會傷害到周圍正常的細胞組織

此後 PDT 成了在臨床上研究腫瘤治療的新方法。

PDT 的治療三要素

PDT 的三個要素為:感光劑 、光源(可以是雷射光或其他光源,例如 LED)、組織及細胞內的氧分子。PDT 必須在這三個元素共同的作用下才能達到治療的效果,缺一不可。

首先,將感光劑加入組織細胞中,一開始所有的組織細胞都會吸收等量的感光劑,但在經過一段時間後,感光劑會從正常的細胞中被代謝,且累積在不正常增生的腫瘤組織(或惡化組織)中,之後再利用適合感光劑的特定波長光源激發感光劑,產生電子的能階變化,也就是電子從基態轉變成激發態,當能階恢復時,感光劑便能釋放出能量。

PDT 三要素之一:光源,激發感光劑使電子產生能階變化,便能釋放出能量。圖/維基百科

受釋放出的能量及光化學反應的影響,組織內的物質會產生氧化反應,進而生成對細胞具有毒性的自由基(free radicals),引起細胞毒殺作用,達到消除癌細胞的效果。就像把定時炸彈送到每個細胞上,但正常的細胞就會把它丟掉,不正常的細胞就會把它留在身上,直到引爆訊號發出,把所有帶著炸彈的不正常細胞都炸掉

由於 PDT 為非侵入性治療,臨床上將其與傳統的放療、化療結合使用,如此可以達到消除腫瘤組織,又不影響到周邊正常組織的效果,且因為是非侵入性的治療,也可以大幅降低術後產生的傷口感染與癒後不佳的情況。

日光性角化症——皮膚癌前病變

有 60% 的皮膚鱗狀細胞癌(squamous cell carcinoma, SCC),是由日光性角化症(actinic keratosis, AK)轉變而來。目前認為發病原因與長期陽光曝曬有關,且好發在中老年人。

日光性角化症為肉眼觀察到的最早期之皮膚鱗狀細胞原位癌(squamous cell carcinoma in situ),因此在臨床治療上極具重要性。

皮膚鱗狀細胞癌通常由日光性角化症引起;皮膚表面通常有鱗,並常伴有潰瘍。圖/維基百科

日光性角化症如果放著不進行治療,將有相當高的機率會繼續惡化。

傳統上常見治療是利用冷凍、電燒、雷射或是手術切除等,然而若病人身體尚有多處皮膚癌病灶、大範圍病灶火這病灶邊界不清楚等情況,目前已有更新穎的治療方式——光動力療法

治療皮膚的新利器

由於皮膚為人體的最外層,光線容易照射,所以多數皮膚相關疾病很適合接受 PDT。

目前普遍應用於日光性角化症的治療,並被美國食品與藥物管理局(FDA)核可為 PDT 的適應症,由近期的研究報告顯示,PDT 與傳統的冷凍療法的效果不相上下,但經由 PDT 治療後,對於皮膚外觀的破壞較小。

皮膚容易被光線照射,多數相關疾病很適合接受 PDT,對外觀的破壞較小。圖/Pexels

PDT 在其他癌症的臨床應用

目前癌症治療方法,主要還是以手術切除、化學治療、放射線治療,或是合併療法,來破壞或抑制癌細胞,但治療成效有限,且時常伴隨著癌症的再次復發。所以近年來,科學家們積極尋找新的癌症輔佐性療法。

近十年來,PDT 已廣泛地應用來治療癌症腫瘤。因為光的穿透性,所以用來治療表淺性的腫瘤組織,如口咽部、食道、氣管和支氣管、胃、結直腸、泌尿道和腹腔等部位可以達到顯著療效,甚至根治;而位於較深層的腫瘤組織,也可以配合其他類型的治療來提高療效。

綜合來說,PDT 治療上的優點包含了:

  1. 感光劑低毒性且安全,不會影響身體其他的正常部位。
  2. 感光劑及特定波長的光源,使 PDT 的治療上更具選擇性及專一性。
  3. 傳統的癌症療程,可能在反覆治療下,使病人產生抗藥性。
  4. 治療的傷口較傳統相治療小,可減少破壞組織完整性,且降低傷口癒合的感染機率。

但受到目前技術上的限制,PDT 目前最大的缺點除了治療價格昂貴外,光源的穿透性也使得 PDT 對於體積較大的腫瘤治療效果差,且第一代感光劑會滯留於皮膚,造成光過敏反應。

未來的發展希望:適用於多種疾病

PDT 的研究結合了光化學、光生物學、生物醫學工程學、藥學、基礎生物醫學和臨床醫學等多種領域。

近年來,配合新一代感光劑的開發,及光電生物科技的快速發展,加快了 PDT 臨床應用的研究速度,不僅癌症治療上有了新進展。應用在其他的醫療領域,如類風濕性關節炎(Rheumatoid arthritis)、心臟冠狀動脈阻塞(Coronary artery occlusion)、子宮內膜異位(Endomeriosis)、老人黃斑退化症(Macula degeneration)、乾癬症(Psoriasis)等相關的治療,也是值得讓人期待。

參考資料

  1. 光動力療法-維基百科
  2. 對抗皮膚癌,光動力療法有效—台北長庚醫院皮膚科
  3. 治療皮膚癌的新利器——光動力療法—台北榮民總醫院皮膚科
  4. 光動力刀治療—新光醫療財團法人新光吳火獅紀念醫院
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「紫外光燈」為何可以消毒?又要注意哪些事項?
Aaron H._96
・2021/07/08 ・2094字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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紫外光燈是應用非常廣的環境消毒工具,廣泛應用在手術室、圖書館、游泳池等公共場所,由於疫情的關係,又再次受到注意。但紫外光燈真的適用於家中進行消毒嗎?使用上又有什麼需要注意的地方呢?

紫外光是一種波長短、能量密度高的不可見光。圖/NASA

紫外光有分三種:UVA、UVB、UVC

紫外光可以依照波長分為三大類:分別是 UVA(波長介於320~400nm)、UVB(波長介於 280~320nm)以及 UVC(波長介於100~280nm)。

其中 UVA 的穿透力最強,抵達地球的陽光中,就有許多 UVA;UVA 可穿透大氣層、車窗、玻璃進入室內及車內,甚至抵達皮膚下的真皮層,使之生成黑色素、曬黑皮膚。

陽光中帶有大量的 UVA,能曬黑我們的皮膚。圖/envato elements

同時,UVA 可再細分為 UVA-2(320~340nm)與 UVA-1(340~400nm)。UVA-1 穿透力最強,即使在非夏季、比較感受不到「熱」的時候,UVA-1 仍然存在;此時如果長時間照射太陽或是坐在靠玻璃帷幕的辦公室,一樣有可能會造成皮膚的傷害。 UVA-1也會用在礦石鑑定、舞台裝飾、驗鈔或是吸引昆蟲時使用。

紫外光照射下的礦石。圖/Hannes Grobe/AWI, wiki

透過陽光抵達地球的,還有UVB,只不過日光中多數的 UVB(波長介於 280~320nm),在前往地球的途中會被臭氧層吸收,只有約 2% 的 UVB 能到達地表。UVB 的能量非常高,能促進「體內礦物質代謝」和「形成維生素D」,但長期或過量照射除了會曬黑皮膚之外,甚至可能灼傷皮膚。

生活中,UVB 一般用於植物生長燈,調節植物的生長。

UVB 燈一般用來調節植物生長速度。圖/envato elements

最後,UVC 是波長最短,因此能量也最密集的紫外光。多數紫外光滅菌燈就是利用 UVC 波長。UVC 能夠破壞細菌、病毒等病原體中遺傳物質(DNA/RNA)的化學鍵,讓病原體因為無法正常製造蛋白質,而立即死亡或喪失繁殖能力,達到消毒效果。目前 UVC 已被證實能夠消滅細菌、病毒、黴菌等常見病原。

UVC 能消滅細菌、病毒、黴菌的常見病原。圖/wiki

但紫外光燈也不是開著就能夠有效消毒,而是要根據不同的微生物,設定不同的照射劑量。

紫外線如何「有效」殺菌?

紫外線的殺菌量劑單位是 J/m2 ,一般來說,強度高但照射時間短,與強度低但照射時間長的效果相同。

不過,考量到微生物自我修復的機制,如果紫外線照射強度低於 40μW / cm2 ,就算持續延長照射時間,也無法有效消毒;所以待消毒的物體表面照射的強度必須大於 70μW / cm2 以上,並且離紫外光燈一定距離內,才能達到9成以上的殺菌力。

另外,UVC 的穿透力很差,在許多狀況下,UVC 都可能無法有效殺菌。

UVC 遇到葡萄酒,穿透力只剩 0.5-2.5mm。圖/envato elements

例如含有雜質的液體(例如葡萄酒或牛奶),UVC 穿透的深度大約只有 0.5 – 2.5 mm,而大部分的透明玻璃、塑膠甚至是厚紙箱,都能輕易阻擋 UVC,所以遇到過大、過厚的包裝,就無法用 UVC 有效對內容物進行殺菌。

紫外光具的殺菌力也容易受到灰塵、油漬的影響穿透力;相反地,對沒有照射到紫外光的家具背面與死角、衣物內面等,不但沒有殺菌效果,甚至還可能會加速家具、染料、藝術品、牆面表面褪色。

沒有照射到紫外光的家具背面與死角,可能會加速褪色。圖/envato elements

雖然多數的商用紫外光燈具,都會搭配藍紫色的光,讓我們可以看見它的照射範圍,但由於最主要的紫外光是不可見光,所以不應該完全依賴肉眼所見;而長時間例行使用的設備,每三到六個月,也應定期檢查燈管的照射強度。

用紫外光殺菌,也要小心別傷到自己!

雖然使用紫外光消毒看起來非常方便,不過既然紫外光對各種病原體都有殺傷力,對人體的傷害也不容小覷。

紫外光燈對人體也可能帶來傷害!圖/Chetvorno, wiki

最常見的,就是因為直視紫光燈管,導致眼睛出現「強光性角結膜炎」​;長期照射紫外光,也可能會造成皮膚灼傷、皮膚癌、黑色素瘤等傷害。此外,2011 年 4 月 13 日,世界衛生組織也已經將所有類別的紫外光輻射歸類為「一級致癌物質」。

如果真的想用紫外光燈消毒環境時,建議使用能夠設定時間啟動的固定式設備,等人離開環境了之後,再開始進行消毒,並保持空間通風,才是正確的使用方式。

參考文獻

  1. UV Lights and Lamps: Ultraviolet-C Radiation, Disinfection, and Coronavirus
  2. Ultraviolet (UV) Radiation

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讓地球大氣層充滿氧氣的星球改造神器:藍綠菌──《藻的秘密》
臉譜出版_96
・2020/01/14 ・3382字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 524 ・七年級

  • 作者/茹絲.卡辛吉;譯者/鄧子衿

想回到 37 億年前,你可能需要先準備好「氧氣裝備」!

想像你自己來到三十七億年前的地球,在地球從宇宙塵埃聚集成行星之後,已經過了約七億五千萬年。

你站在一座岩石火山島上,往四面八方望去,只見富含鐵質的綠色海水延伸到地平線那端。你所在的這座島嶼上沒有植物,也沒有可供植物生長的土壤。因為土壤中含有植物被分解之後產生的有機成分,然而在三十億年前,地球上還沒有植物。

戴上裝備,出發!圖/pixabay

你可能要像是水肺潛水者那樣攜帶氧氣裝備,因為那個時候的地球上沒有氧氣。事實上,你周圍的大氣是由一氧化碳、二氧化碳和甲烷混合而成,其中可能還有氫氣、氮氣和二氧化硫,或許會致人於死,不過至少溫度是宜人的。

雖然當時太陽的亮度只有現在的七成,但是有二氧化碳和甲烷為地球表面保溫。當時地球自轉的速度是現在的兩倍,所以日出之後六小時就日落,這可能會讓你驚慌失措。

那時候月球和地球的距離是現在的十分之一,讓月球看起來有十倍大,在天空中非常明亮。由於距離地球很近,月球造成的重力效應也很強,海面漲落潮差超過數百呎。你或許可以看到月球上的隕石坑,不過可能得看日子。

當時地球上的火山活動比現在活躍,經常會噴出火山灰和硫酸到大氣中。在清晨與落日時分,天空會呈現黃色和橘紅色。

37 億年前的地球沒有臭氧層,那還有生命存在嗎?

當時地球上的海水量是現在的兩倍,但是水分子一個個消失了,因為大氣中沒有氧氣,也就沒有臭氧層。

曾經有水的金星,現在乾燥無比。圖/wikimedia

在沒有臭氧層的狀況下,來自太陽的大批紫外線能毫不受阻攔地轟炸水,讓水分子分解成氫和氧。比較輕的氫原子很快地逸散到太空中,氧原子則馬上和水中的礦物質結合。在沒有臭氧層的狀況下,地球會朝著毫無生機的狀況進展。金星的命運便是如此,曾經有水的金星,現在乾燥無比。

不過這時候的地球有海洋,海洋中棲息著單細胞細菌,以及類似細菌的單細胞生物—古菌(archaea)。這些微生物和其他所有生物一樣,都需要能量才能運作,以及製造更多細胞的組成成分,以便分裂複製。

它們的細胞壁堅硬,因此不可能經由掠食其他同類來得到能量。不過它們可以把細胞壁外的硫化氫吸收到細胞內,經由化學反應讓硫化氫的電子釋放出來,再利用這些電子合成暫時儲存能量的分子 ATP(三磷酸腺苷)。細胞利用 ATP 和溶解在水中的二氧化碳合成有機化合物,包括生長和生殖所需要的胺基酸、蛋白質、脂質和醣類。

現在地球上依然有許多這類化學自營生物(chemoautotroph),它們生活在海底熱泉,或是黃石國家公園充滿硫的熱泉等這些極端的環境中。但是差不多在你拜訪古代地球的時候(或是前後一兩億年),一種新的細菌在太陽下演化出來了。

黃石國家公園中的大稜鏡溫泉,有些藻類會生長在這樣極端的環境中。圖/wikimedia

這種細菌漂浮在海面下附近,因為含有葉綠素和其他色素而呈現藍綠色。這些色素能吸收含有太陽能量的光子。藍綠菌用這些能量把水分解成氫和氧,產生電子,製造 ATP。然後它們就和化學自營生物一樣,利用 ATP 合成有機化合物,這個過程稱為光合作用。藍綠菌把氧氣當成廢棄物排出, 因此這過程稱為產氧型光合作用(oxygenic photosynthesis)。這是非常複雜的過程,就連今日的科學家依然還沒有解開這個機制的細節。

藍綠菌具備的功能讓它們繁榮昌盛。古菌和其他細菌只是到處飄盪,企盼能遇到它們各自喜愛的化學食物,但是這種新出現的生物並不是分解水中偶然才能遇到的成分,而是分解無所不在的水分子。藍綠菌只要在有陽光的狀況下就能進食,因此繁殖的速度非常快,而且持續產出氧氣。(在二十億年中)這些氧氣飄到大氣中,形成具有保護作用的臭氧層,讓我們的藍色行星免於籠罩於沉沉死氣之中。1

藍綠菌和閃電竟然也有共通之處?!

如果這還不夠厲害,有些藍綠菌種類還有比舞動它們的藍綠色身段更厲害的技術。

地球上的生物需要氮,DNA、ATP、蛋白質和其他生物所必須的化合物中都含有氮原子。地球大氣中一直有很多氮氣,但是氮氣(N2)中的氮原子彼此結合得很緊密,生物無法直接運用。而閃電的電壓高達一億伏特,這等或是更高的能量能夠打破氮氣分子,讓個別的氮原子和氫或氧結合,形成氨、銨鹽(ammonium)或硝酸鹽等把氮固定起來的分子。

閃電可以固氮,但是如果生命只能依靠閃電,就永遠無法登上陸地了。圖/pixabay

但是棘手的地方在於閃電雖然壯觀,卻無法大量產生這類分子。如果生命只能依靠閃電,就永遠無法登上陸地。正當此時,藍綠菌登場了。它們能做到和閃電一模一樣的事,只不過是在微生物的尺度下。

藍綠菌成為地球上主要的固氮生物(diazotroph)。幸好藍綠菌樂於分享,它所固定下來的氮有一半會排入水中,可以被細菌和古菌吸收。如果沒有具備固氮能力的藍綠菌,海洋中的生物形式將會非常簡單,而且數量也不多,只因固定下來的氮不足。

有創意的藍綠菌,讓自己在固氮時,不被氧氣擊倒

不論在過去或現代,藍綠菌固氮都相當不容易。首先它們要能夠製造固氮酶(nitrogenase),這種酵素含有鐵和鉬,能催化固氮反應。除此之外,它們還要防範一個由自己製造的問題:氧氣。

這個問題是這樣的:氧原子的最外層有六個電子,因此它還要再抓住兩個電子,才能讓最外層有八個電子,形成穩定的狀態。早期的海水溶滿了鐵,而鐵原子在最外層有兩個電子,所以你可以想見會發生什麼事──藍綠菌拋棄的氧很快就會抓住鐵,如此一來,藍綠菌就沒有能用來製造固氮酶的鐵原子了。

藍綠菌得要有創意才行。有些藍綠菌在固氮的時候停止光合作用(這樣就不會釋放氧氣了),有些藍綠菌只在晚上不進行光合作用時行固氮作用(但如果沒有陽光照射就會發生混亂)。有些則和同種的其他個體合作,細胞彼此連接成細微的絲狀結構,就像是一串珠鍊。約有十分之一的珠子會停止光合作用,並且讓細胞壁變得更厚,以阻擋氧氣進入。這些特殊的細胞稱為異型細胞(heterocyst),專門固氮,會把含氮分子分享給左右細胞,換來糖類以維持生存。現在能固氮的藍綠菌依然採用這些方法。

藍綠菌要讓自己繁榮昌盛,真的不容易!

藍綠菌要散播到全世界,不只必須解決固氮的問題。它們還面臨兩難的困境:它們需要靠近海洋表面,但是又要避免紫外線破壞 DNA。

為此它們演化出一層細胞外的多醣類(由糖分子連接而的長鏈),稱為黏質(mucilage),它可能是世界上最早的防曬成分,也是它讓藍綠菌具有那典型的黏滑表面。最後,所有的藍綠菌都因為有黏質而變得黏黏滑滑。

總加起來,藍綠菌確實具有各種讓它自己繁榮昌盛的能力。大部分的藍綠菌每七到十二小時可以複製一次,換算下來,一平方呎的藍綠菌可以在兩天之內覆滿一間小辦公室的地板。有些種類的藍綠菌每兩個小時便複製一次,於是同樣的大小在兩天之內就可以蓋滿六座足球場。

不論是哪一種,最早的藍綠菌在數億年中複製的幅度,遠遠超過我們的想像。這段其間,它們也演化出許多不同大小和形狀的種類:球狀、卵狀、桿狀、螺旋狀或絲狀(數量最多的是圓形原綠球藻〔Prochlorococcus〕,它們在 1986 年才被發現,也是最小的藍綠菌,一茶匙的海水有四十萬個原綠球藻)。

藍綠菌如果漂浮在水面上,並且經由黏質黏在一起,就會形成綠色的團塊。這些團塊會吸收當時在水中漂蕩的各種成分,包括碳酸鈣和碳酸鎂之類的礦物質,以及其他死亡的微生物而變得愈來愈稠密。自始至終,這些活生生的藍綠菌能夠藉由黏質滑動,往有陽光的海面移動,並持續增殖。

註解:

  1. 最早進行光合作用的生物並不會造氧氣,它們以紫色的色素吸收近紅外線,從含硫化合物中取得電子,把細小的純硫顆粒當成廢棄物排出。它們沒有如同近親藍綠菌那般昌盛,但是依然能夠在現在無氧的水中續存。

——本文摘自泛科學 2020 年 1 月選書《藻的祕密:誰讓氧氣出現?誰在海邊下毒?誰緩解了飢荒?從生物學、飲食文化、新興工業到環保議題,揭開藻類對人類的影響、傷害與拯救》,2019 年 12 月,臉譜出版

 

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