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找對地方著床好難?讓古代媽媽致命的子宮外孕──《人類這個不良品》

天下文化_96
・2019/01/07 ・2490字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 521 ・七年級

編按:《人類這個不良品》羅列人體的各種缺陷與設計不良之處,但其實這就是演化自然產生的結果。這些不完美成就了獨一無二的我們,也讓我們照見演化的歷史。

要討論女性懷孕和分娩時所承受的死亡風險,就不得不提到子宮外孕(ectopic pregnancy)。

在科學界,「ectopic」代表某個物體出現在不該出現的位置,或某個事件發生在不該發生的地方。子宮外孕的地點幾乎都發生在輸卵管(fallopian tube),也就是受精卵著床的位置在輸卵管,而不是子宮,這是十分危險的狀況。現代醫學出現之前,子宮外孕的女性幾乎必死無疑。

漂阿漂,卵子移動慢悠悠

卵巢排卵之後,卵子沿著兩根輸卵管的其中一根往下移動,最後抵達子宮。卵子不像精子具備可以幫助推進的鞭毛,而且卵子周圍有數百顆濾泡細胞(follicular cell)形成的保護層,稱為放射冠(corona radiata),這一點也跟精子不一樣。

卵子周圍由百顆濾泡細胞構成放射冠;精子有鞭毛幫助向前移動。圖/wiki

濾泡細胞也沒有鞭毛,於是卵子和這些濾泡細胞只能在輸卵管裡漫無目的緩慢移動,就像好幾艘綁在一起的救生筏,在廣闊的大海中漂流。卵巢距離子宮僅僅十公分,但卵子至少需要一個禮拜以上的時間才能抵達目的地。

相比之下,精子因為有鞭毛的推動,前進速度比卵子快多了。卵子移動速度慢,精子移動速度快,在輸卵管中漫遊的卵子碰上急忙衝來的精子,所以卵子受精的地點幾乎總在輸卵管。未受精的卵子通常在抵達子宮之前就會死亡。別懷疑,它移動的速度就是這麼緩慢。

移動太慢認錯壁,子宮外孕就這麼發生了

受精之後,合子內部會發生一連串的化學反應,為後續的發育做準備。

受精後大約三十六小時之中,合子開始不斷快速分裂。單細胞的合子一分為二, 二變四, 四變八⋯⋯一直到受精之後的第九或第十天,受精卵形成有兩百五十六個細胞的中空球體,也就是胚胎。

合子不斷快速分裂,並向著子宮移動。圖/Ttrue12 @wiki

這時的胚胎才有著床能力,並傳送訊息給母體,阻止母體月經來潮,孕期也從此時開始。之前我曾說過,胚胎面臨的第一項挑戰,也是最大的挑戰,就是阻止母體月經來潮,未能成功的胚胎會隨著下一次月經一起離開母體。

十天的時間應該足夠讓胚胎抵達子宮,不過胚胎就和卵一樣,移動起來漫無目的。偶爾,胚胎分裂至兩百五十六個細胞時,根本還沒有離開輸卵管,這時胚胎便會把輸卵管壁當成子宮壁,開始著床,子宮外孕就這麼發生了。

OMG,胚胎認錯地方啦!圖/Casey Fleser @flickr 

一暝大一寸,胚胎撐破輸卵管

孕期的前八週,胚胎還非常小,周圍組織滲透而來的養分和氧氣就足夠胚胎使用。因此在子宮外孕早期階段,無論是胚胎或是輸卵管,都無法察覺異狀。然而,隨著胚胎持續生長,問題就會逐漸浮現。

輸卵管不可能承受得了胚胎這樣持續生長下去,對輸卵管而言,胚胎簡直就像寄生蟲。

胚胎本身沒有任何方式能夠察覺這是不正常的狀況,因此繼續生長發育,對輸卵管造成極大威脅。懷孕過程一旦出現危險,子宮能以流產的方式終止母體懷孕,但輸卵管沒有這種能力。情況愈來愈失控,生長中的胚胎已經開始壓迫輸卵管壁,孕婦在這時候可能才發現事情不對勁。

李組長眉頭一皺,發現事情並不對勁。圖/pixabay

壓迫輸卵管壁的胚胎造成孕婦愈來愈嚴重的疼痛,如果沒有找上醫生協助處理,繼續生長的胚胎終有一天會撕裂輸卵管。除了帶來劇痛,還會導致內出血,如果不緊急動手術修補受傷的組織、縫合破裂的血管,孕婦很可能流血致死,而兇手正是那找錯地方著床的孩子。

卵巢到輸卵管其實沒有相連

另外還有更罕見、更奇異,也更危險的子宮外孕:離開卵巢的卵子根本沒有進入輸卵管。這種情況少之又少,說來奇怪,這竟是因為輸卵管和卵巢其實並沒有相連。

輸卵管的開口包圍著卵巢,這就好像水管開口太大,而水龍頭太小的狀況。輸卵管和卵巢並沒有實際接觸,有時候卵子離開卵巢後直接進入腹腔,而沒有進入輸卵管。

女性的生殖器官。由於卵巢和輸卵管並沒有實際相連,因此卵巢排出的卵子未必能進入生殖系統。圖/出版社提供

其實這種狀況也無關緊要,卵子幾天之後就會死亡,然後被環繞腹腔,高度血管化的組織—腹膜(peritoneum)重新吸收,並不會造成大礙。

腹腔也能懷孕?克服種種困難的奇蹟寶寶

然而,如果卵子進入腹腔之後,在一天左右的時間有精子趕到現場,卵子可能因此受精。這也是同樣罕見的狀況,因為精子必須跑到腹腔來搜尋卵子的蹤跡,而不是像平常一樣順著陰道前進,不過,這種事情偶爾就是會發生。

於是,完全不知道自己來錯地方的胚胎,就這樣開始生長、分裂,在附近的組織著床,著床地點通常在腹膜,偶爾也會發生在大腸、小腸、肝臟或脾臟的外膜上。

腹腔懷孕帶來極大的風險。在開發中國家,腹腔懷孕常常導致孕婦死亡;在已開發國家,可以藉由超音波掃描輕易發現這種狀況,並且透過手術移除注定無法長大的胚胎,修補任何受傷或流血的組織。

如果沒有先進的醫學和絕佳的運氣,奇蹟不可能發生。圖/pixabay

令人難以置信的是,有少數幾起腹腔懷孕的例子,孕婦和胚胎雙雙安然無恙來到孕期第二十週。經手術取出的胚胎根本尚未成熟,雖然伴隨著嚴重的併發症和發育問題,究竟也活了下來。大眾媒體總稱這些胎兒為「奇蹟寶寶」,但如果沒有先進的醫學和絕佳的運氣,奇蹟不可能發生。

 

 

本文摘自《人類這個不良品:從沒用的骨頭到脆弱的基因》,2018 年 12 月,天下文化出版。

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天下文化_96
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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。

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鑑識故事系列:殺「人」取卵,產業蓬勃?!
胡中行_96
・2022/09/12 ・2313字 ・閱讀時間約 4 分鐘

「賣腎的人是犧牲自己,挽救掙扎中的家庭;我們為富有人家提供卵子或代孕,卻為旁人所不齒。」[1]這不僅是一名印度少婦的經驗,以及許多當地女性的命運,更是個蓬勃發展的產業。

撇開細微的差異,她們的故事大致都依循雷同的劇情:十幾歲就出嫁,生兒育女,並在商店、廠房或工地等處勞力。後來有的喪夫;有的離異;有的慘遭家暴…總之遇上種種不幸。既不能倚靠丈夫,又得撫養幼兒,獨自背負起經濟重擔,償還債務。正在債臺高築,捉襟見肘的時候,從口耳相傳之間,聽到一個誘人的解決方案:「……那個小姐說,她會帶我去醫院,讓他們打針取卵,然後就可以領錢。我本來有些疑慮,想了一陣子才同意。」[1]

有一個結婚 7 年,育有 4 歲幼女的 23 歲印度少婦,前往生育診所取卵。[註]這名少婦 13 歲初經來潮,月經一向規律,不菸酒不嗑藥,沒有墮胎和流產的紀錄,也無氣喘、癲癇、糖尿病、高血壓或甲狀腺異常等宿疾。陰道超音波顯示子宮與卵巢正常,未罹患多囊性卵巢症候群。基本檢查完畢後,她簽下同意書,開始接受投藥。[2]

正常的月經週期變化。圖/Kaur Jmeb on Wikipedia(CC BY-SA 3.0

她在月經期間使用口服避孕藥。月經週期第 6 至 8 天,每天注射基因重組濾泡刺激激素rFSH 300 IU s/c);第 9 到 15 天改為施打人類停經後促性腺激素HMG 300 IU IM;最後一劑 75 IU)。另外,第 11 至 15 天還要服用促性腺激素拮抗劑GnRH antagonist 0.25 IU)。在第 15 天,診所檢查她血漿裡的雌二醇(E2)和孕酮(P4)濃度,再照一次陰道超音波,然後在晚間 10:30 施打促性腺激素促效劑GnRH agonist “Decapeptyl” 0.2mg s/c),一切準備終於就緒。[2]

月經週期的第 17 天,診所為她做完術前麻醉評估後,手術正式開始。首先施打麻醉劑等藥物,此時她的生命徵象穩定。接著在超音波下,從右邊卵巢抽吸卵泡。就在這個時候,突然間她的血壓、心跳、血氧都急劇下降。然後,她便在急救中死去。[2]

死後的解剖顯示,她的卵巢腫大且有多個穿孔。裏頭有些巨大的卵泡出血,而陰道上端與子宮周邊組織也有血塊。此外,屍體還呈現肺泡內水腫和腹腔積水等現象。因此,被認定罹患卵巢刺激症候群(ovarian hyperstimulation syndrome,簡稱 OHSS)造成的急性肺水腫(acute pulmonary oedema),最後心跳是因缺氧而停止。[2]OHSS 為刺激排卵的不良反應,比較常發生在懷孕初期,或是被人類絨毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin,簡稱 hCG所觸發;反倒 GnRHa 的目的就是取代 hCG 以預防 OHSS,注射後發病的機率應該極低。[3]偏偏這名 2022 年登上《解剖暨案例報告》(Autopsy and Case Reports)期刊的少婦是個罕見的特例。[2]

ヽ(゚Д ゚; )ノ警告:屍體解剖照片!!ヽ(,,#゚Д゚) ノ

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A:鼻孔冒出泡沫;B:卵泡腫大;C脹大的卵巢和出血的子宮周邊組織。D:腹腔積水。圖/參考資料 2,Figure 1。(CC BY

輕微的 OHSS 症狀,包括:腹痛、噁心、想吐、腹瀉和腹部脹大等,有時會自行痊癒;然而病況若嚴重,也可能出現尿量減少、呼吸困難、產生血塊或體重迅速增加等問題。[4]雖然 OHSS 不一定會鬧人命,但印度近年幾個死於過度取卵的案例,在新聞媒體上吵得沸沸揚揚。2021 年當地政府還為此立定相關法令,[5]只是女性被迫以卵子換取金錢的情形,依然不斷上演。[6]

如同形容貨物一般,印度的仲介用「一批」(a batch),作為一次手術所得卵子的量詞。有貧婦 3 年內,賣了 10 批;而某個喪命的例子,則是在 10 個月內出售 3 批。取卵無法保證每次都順利,若排卵不足,就得領藥回家,下個月再嘗試。[1]卵子缺乏統一售價,2015 年每批最高可換取 6 萬盧比(約當時的新臺幣 3 萬元),但也有些賣不到一半的價格。[7]2020 年印度媒體報導的某一個案,甚至只得到 1 萬 5 千盧比(約新臺幣 6 千元)作為報償。[1]

2022 年 6 月 2 日,印度警方逮捕一名青春期少女的母親及其伴侶,還有二個共犯。據報這名少女從 12 歲開始被迫售卵,4 年內就賣了 8 批。共犯之一負責牽線;另一個則涉嫌偽造身份證件。由於不堪身心虐待,少女逃家向親戚求助,所幸後者幫她報警。此案一次牽連了 4 家醫院,他們的有關部門均遭查封。[6]民間輿論或許會繼續敦促政府,查緝同類犯罪。可是面對全球產值超過二十幾億美金,並且持續成長的商機,[8]還有印度國內貧窮人口的生計問題,不禁讓人懷疑執政者是否真有能力改變現況?

  

備註

該解剖報告未詳述個案就診時,是否預期得到金錢作為報酬。不過,有說明她先前能自然懷孕生產,而此次療程的目的為「捐贈」卵子。[2]這在印度通常就是賣卵的意思。[1, 7]本文所引述的對白,來自另一名女子接受記者採訪時的答覆;[1]而卵子售價的資訊,則取自相關研究與媒體報導。[1, 7]

參考資料

  1. Dharani Thangavelu. (24 FEB 2020) ‘Forced to sell their eggs for fertility treatments, the stories of women from Tamil Nadu’. The News Minute.
  2. Tyagi S, Mridha AR, Behera C. (2022) ‘Sudden death of an egg donor during oocyte retrieval due to ovarian hyperstimulation syndrome’. Autopsy and Case Reports, 12, e2021385.
  3. Orvieto R & Vanni VS. (2017) ‘Ovarian hyperstimulation syndrome following GnRH agonist trigger-think ectopic’. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 34, 9, pp. 1161-1165.
  4. Ovarian hyperstimulation syndrome’. (09 NOV 2021) Mayo Clinic.
  5. Neetu Chandra Sharma. (26 JAN 2022) ‘Govt notifies laws to regulate surrogacy, assisted reproductive technology’. Business Today.
  6. Egg donation case: Goondas Act slapped on teen’s mother and three others’. (08 AUG 2022) The News Minute.
  7. Jadva V, Lamba N, Kadam K, Golombok S. (2015) ‘Indian egg donors’ characteristics, motivations and feelings towards the recipient and resultant child’. Reproductive Biomedicine and Society Online, 1, pp. 98-103.
  8. Donor Egg IVF (In-Vitro Fertilization) Market’. (JUL 2022) Future Market Insights.
胡中行_96
98 篇文章 ・ 33 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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2021 年《Science》年度十大科學突破
PanSci_96
・2021/12/29 ・5289字 ・閱讀時間約 11 分鐘

轉眼就來到 2021 年的尾聲。今年,《Science》雜誌評選的「年度十大科學突破」橫跨眾多領域,包括 AI、天文、物理、生物、醫學,以及備受矚目的能源議題,趕快來看看究竟是哪十項突破吧!

十大突破之首——利用 AI 預測蛋白質結構

AI 預測兩種蛋白質如何在酵母菌中形成參與修復 DNA 的複合物。圖/SCIENCE

蛋白質是組成生物體不可或缺的分子。在 1950 年代,科學家透過分析 X 射線繪製蛋白質結構。然而,既有的方法在繪製成本上過於高昂,往往得耗費數年時間,因此在 1970 年代,科學家開始運用計算機建模,預測蛋白質的折疊方式。直到 2018 年,Google 旗下的 DeepMind 團隊開發了 AI 軟體「阿爾法摺疊」(AlphaFold),使得該領域研究取得突破性進展。

多虧這項 AI 技術,科學家得以精準、快速、大量繪製蛋白質結構。今年 7 月,DeepMind 團隊宣布他們成功分析了 350,000 種人體蛋白質,佔所有已知人體蛋白質的 44%,更預計在明年發布所有已知物種的蛋白質結構,約莫 1 億個。團隊也正在進行更進一步的研究,預測這些蛋白質如何在生物體內相互作用,用來製作新型抗病毒藥物。

在這 COVID-19 肆虐的大疫之年,科學家更利用阿爾法摺疊模擬 Omicron 變種病毒,研究棘蛋白突變帶來的影響,試圖找出中和抗體失效的原因。AI 預測蛋白質結構的技術不僅徹底革新分子生物學領域,也勢必在醫學領域大放異彩!

探勘古代洞穴,解鎖 DNA 寶庫

在墨西哥 Chiquihuite 洞穴記錄沉積物樣本的研究員。圖/SCIENCE

誰說沒有化石就不能研究古生物?科學家今年踏足古代洞穴,採集土壤裡的人類細胞核 DNA,藉此重建古代生態系,釐清世界各地穴居人的身份。在美國,Satsurblia 洞穴存有尼安德塔人未知譜系的女性 DNA;在西班牙,Estatuas 洞穴中的土壤 DNA 揭露 8 萬至 11.3 萬年前人類的遺傳特徵,證實在 10 萬年前的冰河時期結束後,某個尼安德塔人譜系取代了其他眾多人類譜系。

除了人類以外,這種研究方法還可以運用在其他生物上,比如在墨西哥 Chiquihuite 洞穴中,有研究員採集到 1.2 萬年前的黑熊 DNA。與現代熊 DNA 比對後,科學家發現黑熊在上個冰河時期結束後,向北遷徙到阿拉斯加。

「核融合反應」的歷史性突破

192 道雷射光聚在微小的燃料芯塊周圍,準備進行融合反應。圖/SCIENCE

太陽之所以能發光發熱,供給地球能量,都要歸功於太陽內部不斷進行著的核融合反應。長期以來,科學家為了解決地球能源不足的問題,不斷嘗試人工進行核融合反應,可是要達到足夠產生融合反應的壓力和溫度非常困難(請參考:融合能量增益因子/維基百科)。今年,美國國家點火設施(NIF)運用 1.9 兆焦耳的雷射脈衝,壓縮胡椒粒大小的氘(氫的同位素),產出 1.35 兆焦耳的能量,遠高於先前實驗獲得的 17 萬焦耳。

目前,NIF 仍持續進行實驗,試圖藉由更換燃料或調整雷射脈衝數值來提高能量產出,找出能夠最大化能量轉換比例的組合。未來,或許融合反應能夠成為供給地球能源的主流方法!

COVID-19 口服藥「莫納皮拉韋」問世

默克藥廠研發的 COVID-19 口服藥「莫納皮拉韋」。圖/SCIENCE

COVID-19 口服藥終於問世啦!今年秋季,美國默克(Merck)藥廠發布數據,證明其研發的 COVID-19 口服藥「莫納皮拉韋」(Molnupiravir)可將未接種疫苗者的重症和死亡率降低 30%;如果在出現症狀的 3 日內服用輝瑞開發的口服藥 PF-07321332,則可降低 89% 住院率。

雖然口服藥無法取代疫苗接種,卻扮演非常關鍵的角色。若是 Omicron 變異株造成大量突破性感染,或許口服藥就能接棒,防堵病毒擴散。

創傷後壓力症候群的新興療法——搖頭丸

正在進行 MDMA 治療的創傷後壓力症候群患者。圖/SCIENCE

什麼?搖頭丸還能治病?沒錯!這份發表在《Nature Medicine》的研究證實搖頭丸的主要成分「3,4-亞甲基二氧基甲基苯丙胺」(MDMA)可以減輕創傷後壓力症候群(PTSD)患者的症狀,而且效果十分顯著。該研究將 76 名受試者分成 MDMA 組和安慰劑組,接受 3 次療程,發現 MDMA 組有 67% 的病患試後不再符合 PTSD 的診斷標準,而安慰劑組僅有 32%。

可是這項結果也引起了對於雙盲實驗的質疑,因為試後有高達 90% 的受試者表示他們其實知道自己的組別,這可能大幅影響症狀改善的機率。目前正在進行更大型的實驗,若實驗結果確定 MDMA 能治療 PTSD,預計將在 2023 年提交美國食品藥物管理局(FDA)批准上市。

開發單株抗體,對抗各類傳染性疾病

單株抗體(紅色和藍色)對抗 COVID-19 病毒(紫色球狀物)假想圖。圖/SCIENCE

單株抗體(mAb,簡稱單抗)是融合腫瘤細胞與免疫細胞製造而成的人工抗體,不但有腫瘤細胞不斷分裂的能力,也有免疫細胞產生抗體的能力——簡單來說,單抗可以大量製造相同的抗體,更有效地打擊病毒。除了往年的伊波拉病毒、炭疽病、狂犬病單抗以外,今年也順利合成了瘧疾、愛滋病和呼吸道合胞病毒(RSV)的單抗。目前,科學家正在積極開發更多種類的單抗,首要目標是打擊流感、茲卡病毒和巨細胞病毒(CMV),使得這項新技術有望成為打擊傳染病的「標配」。

「洞察號」揭密火星內部結構

地震波顯示火星有一層薄薄的地殼、地函和液態核心。圖/SCIENCE

自 2018 年「洞察號」(InSight)登陸火星至今,科學家蒐集 35 筆地震數據,藉以估計火星的地殼厚度、地函結構和地核大小。今年的數據分析結果出爐後,發現這顆紅色行星的平均地殼厚度不到 40 公里,地函非常淺,而且只有一層(不像地球有上、下兩層地函),地核特別巨大,佔了火星體積一半,主要組成元素是低密度的液態鐵和液態鎳,以及硫、氧、碳和氫等較輕元素。這是人類首次使用地震數據探測其他行星的內部結構,也是探索神秘火星的一大步。

改寫粒子物理學模型的繆子實驗

繆子在美國費米實驗室的磁場中旋轉。圖/SCIENCE

在 1960 年代,粒子物理學家提出理論解釋強核力、弱核力和電磁力,這三種理論被稱為標準模型。然而,科學家今年發現「繆子」(Muon)——一種比電子更重、更不穩定的粒子——其實際測得的 g 值(自旋角動量與磁性大小之間的關係)比標準模型所預測的還要大,且兩者的誤差範圍沒有交集。

目前,眾多科學家正在美國費米實驗室(FNAL)進一步分析實驗數據。假如繆子實驗沒有任何閃失,這樣的結果將撼動物理學界,徹底改寫擁有 50 年歷史的標準模型。

CRISPR 基因編輯——確實能在體內發揮療效!

RNA(藍色)將 DNA 切割酶(白色)引導至目標(橙色)。圖/SCIENCE

去年,科學家運用 CRISPR 基因編輯技術,在實驗室修改造血幹細胞,治癒鐮刀型貧血和乙型(β 型)地中海貧血。今年,科學家更大膽了,直接在人體內部署 CRISPR!研究結果顯示,這種基因編輯技術可以有效減少一種有毒的肝臟蛋白質數量,甚至改善遺傳性失明患者的視力,讓兩名幾乎完全失明的患者能夠感覺到光線,並且在昏暗的光線下避開障礙物。

體外胚胎培養——研究生命體早期發育歷程

在罐中成長的小鼠胚胎可以幫助科學家更了解人類發育的早期階段。圖/SCIENCE

透過研究胚胎,科學家得以找出先天性缺陷和流產的原因,但礙於倫理學和法律規範,目前對於體外胚胎培養的了解並不多。今年,有團隊利用誘導性多能幹細胞(Induced pluripotent stem cell,簡稱 iPS 細胞)成功複製人類的囊胚(受精後準備孵化及著床的胚胎),另外有團隊發現皮膚細胞經 iPS 細胞誘導、轉化後,也可以產生類似囊胚的結構,作為體外胚胎實驗的替代品。

除了十大科學突破以外……

《SCIENCE》今年也特別列出三項影響科學發展的重大阻礙,包括難解的氣候議題、備受爭議的癌症新藥,以及在疫情之下遭受猛烈砲火抨擊的科學家。

越來越熱!減碳目標恐難以達成

這座位於德國博克斯貝格(Boxberg)的燃煤電廠預計 2038 年才會關閉。圖/SCIENCE

自從工業革命以來,全球氣溫升幅達到了 1.2°C,近年極端氣候事件更是層出不窮。對此,今年的聯合國氣候變遷大會(COP26)達成多項協議,包括將全球氣溫升幅限制在 1.5°C 以內、確立碳交易市場架構,以及減少碳排放量。然而,全球經濟現在依然大幅仰賴化石燃料,況且聯合國協議不具約束力,是否能達成減碳目標,必須取決於各國政策制訂。

充滿爭議的阿茲海默症新藥「Aduhelm」

正子斷層掃描(PET)顯示 Aduhelm 能有效清除 β 類澱粉蛋白斑塊。圖/SCIENCE

美國食品藥物管理局(FDA)近 20 年來首次核准阿茲海默症藥物,即百健(Biogen)藥廠開發的 Aduhelm。經臨床實驗證實,這種藥物能清除異常堆積在患者腦內的「β 類澱粉蛋白斑塊」,也就是失智症發病和惡化的原因。照理說,這是患者和家屬期盼以久的好消息,卻被不少大型醫院和醫學中心拒絕採用,因為在兩項大型臨床實驗中,只有一項實驗證明其改善認知功能的療效勝過安慰劑,卻沒有證據顯示 Aduhelm 有顯著的改善效果。

當疫情碰上政治形態——夾縫中求生存的科學家

比利時病毒學家範蘭斯特(Marc Van Ranst)收到來自極右派狙擊手柯寧斯(Jürgen Conings)的死亡威脅後躲避自保。圖/SCIENCE

長期以來,科學家遭受攻擊的事件層出不窮,但在今年,對於 COVID-19 的政治分歧引發大眾對科學家前所未有的敵意,包括各種形式的恐嚇、抗議和死亡威脅。遭受威脅的有美國首席防疫專家佛奇(Anthony Fauci)、英國首席醫療官惠提(Chris Whitty),以及世界各地的學者和防疫工作者。

《Nature》訪問 321 名研究人員,發現有超過 50% 的人信譽受到攻擊,15% 的人收到死亡威脅,甚至有許多人從此辭去他們熱愛的研究工作。

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絕美保存的「竊蛋龍胚胎」化石問世:孵化姿勢與現代鳥類如出一轍!
TRY_96
・2021/12/28 ・3204字 ・閱讀時間約 6 分鐘

恐龍的生殖生物學

恐龍的生殖生物學一直是古生物學家研究的重點之一,不僅僅是因為大眾對於恐龍如何生小孩充滿了好奇外,也因為化石紀錄很難保存這些相關的行為或是軟組織,所以更顯得神秘。過去,古生物學家僅能仰賴與恐龍親緣關係最近、且還存活著的兩個類群——鱷類與鳥類,來推測恐龍的生殖生物學。

竊蛋龍:近70年的誤會

幸運的是,其中有一類恐龍,僅生活在白堊紀時期的東亞地區與北美洲,牠們頭上有冠、沒有牙齒,而且自從1920年代在蒙古被發現第一件標本後,因為在牠們旁邊也發現了一窩被認為是原角龍(Protoceratops)的蛋窩(圖一),因而被命名為竊蛋龍(Oviraptor)。這個名字一路被用到1994年,直到美國自然史博物館的古生物學家發表了一窩來自蒙古國的竊蛋龍胚胎蛋(圖二;參考文獻1),才發現事實上1920年代發現的蛋窩,其實是屬於竊蛋龍自己的,從此竊蛋龍搖身一變,從竊盜的蛋小偷變成呵護寶貝的母親。然而由於生物分類學上命名優先權的規定,竊蛋龍即使被證明不是小偷,牠的名字還是不能變。

圖一:美國自然史博物館前館長Roy Chapman Andrews發現的竊蛋龍骨骼與當時被認為是原角龍的蛋窩(編號AMNH FR 6508),現存於美國自然史博物館。圖/維基百科
圖二:Norell等人於1994年發表的竊蛋龍胚胎,因此古生物學家才認知到這一類長形蛋是屬於竊蛋龍的。(引用自美國自然史博物館蒐藏目錄網站)

竊蛋龍的生殖生物學,介於鱷類與鳥類之間

從上述的簡短歷史,各位讀者可能已經發現了:沒有發現帶胚胎的恐龍蛋之前,其實古生物學家是無法得知是什麼恐龍產下這類恐龍蛋的。當然,也有一些例外,例如在2005年,國立自然科學博物館的程延年博士等人,於 Science 期刊上發表了一件內含成對卵的竊蛋龍骨盆(圖三;參考文獻2),在蛋殼上面並沒有看到受酸侵蝕的痕跡,因此程延年博士等人推論,這兩顆蛋應該是還沒被生下來。

而且根據蛋的體積來看,他們也推論竊蛋龍可能跟鱷類相同,有成對的輸卵管(現生鳥類幾乎都只剩下單邊輸卵管);而一邊輸卵管中僅有一顆蛋,這點則與現生鳥類相同。這件珍貴的標本說明:竊蛋龍的生殖生物學是介於鱷類與鳥類之間的過渡型態。

然而,即使有如此漂亮的標本,胚胎蛋的發現,仍然是恐龍生殖生物學最直接的證據。過去也有許多胚胎蛋的發現,例如發現自中國河南省的「路易貝貝」(參考文獻 3)、又或者國立自然科學博物館的楊子睿博士曾在2020年發表的三顆呈現出不同的發育程度的竊蛋龍胚胎蛋(參考文獻 4)、以及一隻竊蛋龍成體趴伏於整窩胚胎蛋上(參考文獻5),說明了牠們不同步孵化的生殖行為策略,早在鳥類之前便開始使用了。

圖三:國立自然科學博物館程延年博士等人發表於Science上的一件竊蛋龍骨盆,內含一對蛋(NMNS-VPDINO-2002-0901)。

一件發現自江西的絕美胚胎

12月21日在 iScience 期刊上,國立自然科學博物館的楊子睿博士與多國的古生物學家合作,報導了一件發現自江西贛州,絕美保存的竊蛋龍胚胎(圖四;參考文獻4)該件標本是老鄉於江西贛州地區發現以後,輾轉到了中國福建省的英良石材自然歷史博物館,經過精細的清修才顯現出完美的胚胎骨骼。這件胚胎的保存狀態,遠比以前曾經報導過的所有竊蛋龍胚胎來得完整,且其發育階段更接近孵化的狀態。

圖四:發現自中國江西省贛州市晚白堊世地層中的一件竊蛋龍胚胎蛋,現存於福建省南安市英良石材自然歷史博物館(YLSNHM01266)。暱稱為「英良貝貝」。

根據骨骼的接合程度(articulation),我們認為這件標本的狀態大約是發育了75%。最特別的是,隱隱約約地表現出將頭顱擺放在右前肢內(這樣的動作稱為 tucking,見圖五復原圖),有如鳥類睡覺姿態一般。這樣的胚胎姿態在主龍類中(Archosauria,包含翼龍、鱷類、恐龍以及鳥類),之前只有現生鳥類胚胎與中生代的反鳥類胚胎有相關的證據。而恐龍現生的另外一支親戚——鱷類,其胚胎在出生前僅會垂至胸前,與鳥類大不相同(見圖六),其中一個最大的原因就來自於鳥類可收可折的前肢結構,所以也不意外鳥類的祖先們——恐龍的胚胎會有類似的情況。

圖五:竊蛋龍胚胎蛋 「英良貝貝」 復原圖,由 Julius Csotonyi 繪製。

恐龍比鳥類更早知道:孵化前把頭埋進腋窩,順產率更高

鳥類學家研究發現,鳥胚胎在出生前若無法順利的將頭顱摺入右前肢當中,便有很高的機率孵化失敗,胎死「蛋」中。因此,將頭顱摺入右前肢當中的這個行為,是鳥類胚胎成功孵化的重要因素之一,同時也可能就是牠們能夠熬過白堊紀末的大滅絕事件且存活下來的其中一個優勢。

在Norell 等人1994年的首次報導竊蛋龍胚胎文章中,他們曾經提到過他認為他研究的胚胎姿勢比較像鱷類(圖七)。本次筆者參與的這篇文章便提出不同於 1994 的論點,我們認為其實竊蛋龍也不是那麼像鱷類,因為這件竊蛋龍胚胎的頭看起來幾乎都快要埋進去了。

然而,這同時也是這篇文章的一點缺憾,因為這個胚胎其實也沒有到真正「最後最後」的階段,所以我們很難證明這個胚胎是處在「準備完全把頭塞進去,跟鳥類胚胎一樣」或是「其實就是跟鱷類胚胎差不多」的情形。 不過如何,這樣的標本幫助我們更進一步了解竊蛋龍的胚胎生物學與發育生物學,是很有趣的發現,也期待未來有更多的恐龍胚胎的發現!

參考文獻

  1. Norell, M. A., Clark, J. M., Demberelyin, D., Rinchen, B., Chiappe, L. M., Davidson, A. R., McKenna, M. C., Altangerel, P., Novacek, M. J. 1994. A theropod dinosaur embryo and the affinities of the flaming cliffs dinosaur eggs. Science 266:779-782.
  2. Sato, T., Cheng, Y.-N., Wu, X., Zelenitsky, D. K., Hsiao, Y.-F. 2005. A pair of shelled eggs inside a female dinosaur. Science 308: 375.
  3. Pu, H., Zelenitsky, D. K., Lü, J., Currie, P, J., Carpenter, K., Xu, L., Koppelhus, E. B., Jia, S., Xiao, L., Chuang, H., Li, T., Kundrát, M., Shen, C. 2017. Perinate and eggs of a giant caenagnathid dinosaur from the Late Cretaceous of central China. Nature Communication 8:14952.
  4. Yang, T.-R., Engler, T., Lallensack, J. N., Samathi, A. Makowska, M., Schillinger, B. 2021. Hatching asynchrony in oviraptorid dinosaurs sheds light on their unique nesting biology. Integrative Organismal Biology 1:obz030.
  5. Bi, S., Amiot, R., de Fabrègues, C. P., Pittman, N., Lamanna, M. C., Yu, Y, Yu, C., Yang, T.-R., Zhang, S., Zhao, Q., Xu, X. 2021. An oviraptorid preserved atop an embryo-bearing egg clutch sheds light on the reproductive biology of non-avialan theropod dinosaurs. Science Bulletin 66:947-954.
  6. Xing, L., Niu, K., Ma, W., Zelenitsky, D. K., Yang, T.-R., Brusatte, S. L. 2021. An exquisitely preserved in-ovo theropod dinosaur embryo sheds light on avian-like prehatching postures. iScience (in press)

楊子睿博士於科博館的網站

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在中部某間有恐龍的博物館默默打雜的古生物學家 > <