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【特輯】《小飛象》與牠的夥伴們:大象有哪些不為人知的祕密呢?

PanSci_96
・2019/03/29 ・2861字 ・閱讀時間約 5 分鐘
  • 撰文/郭宜蓁
圖/IMDb

躺著睡、趴著睡還是站著睡,哪種睡姿好呢?大象到底要怎麼睡覺?

圖/IMDb

關於不久前上映的電影「大象席地而坐」,對於影片中的意象,延伸出一種說法:「大象這種大型動物都是站著睡覺的。倘若躺下,牠們的體重會緩慢地將體內的器官壓碎。」

事實上,大象真的都是站著睡覺嗎?其實並不然。根據《大型動物都站著睡覺嗎?》這篇文章來看,大象某些時候會站立睡眠,但為了進入深度睡眠,也就是快速動眼(REM)睡眠,還是會需要躺下睡覺。

通過陀螺儀和活動計量儀的組合數據,我們發現野生大象大多站著睡。每隔三天或四天才會躺下睡覺,為時大約一個小時。

哺乳動物在快速眼動期(REM)睡眠期間無法控制骨骼肌張力。所以對於一隻大象來說,要進入REM睡眠,就得躺下,因為沒有任何肌肉張力將非常難以保持站立,除非他們靠在一棵樹或一塊大石頭旁。

有想法認為 REM 睡眠的功能是記憶整合——白天的經歷會在 REM 睡眠期間被轉化為長期記憶。大象具有良好的長期記憶,但卻只在每三至四天才進入一次短短的 REM 睡眠。這意味著記憶鞏固理論可能不是 REM 睡眠功能存在的答案。

大家都說大象怕老鼠,是真的嗎?大象到底怕誰?

圖/pixabay

為了幫非洲農民,解決大象踐踏並吃掉農作物的問題,Save the Elephants 團隊找到一個好方法:「蜜蜂柵欄」,透過大象對蜜蜂的恐懼,阻止大象靠近農作物。

研究團隊發現,大象聽到蜜蜂的嗡嗡聲,會迅速離開那個區域。因此 Beehive Fences 團隊在圍籬上,每十公尺掛一箱蜂巢,形成連動式的網線,只要大象碰到圍籬,箱子的門就會連動開啟,放出蜜蜂。此團隊在肯亞3個農村進行實驗,蜜蜂柵欄的阻擋大象的成功率高達80%。

雖然蜂巢圍籬能有效降低人象衝突,不過隨著非洲人口增加,大象和農夫爭奪土地及水源的問題也日益嚴重。

大象和人類一起生活時,到底是什麼樣的存在呢?

圖/IMDb

在冰河時期,猛獁象是人類天天都能看到的生物,他們可能認得出其中常見的幾隻,說不定還給牠們取了名字,至少我們從他們製作的手工藝品中的動物形象裡,能確實感受到這份情感。從四萬年前最早的雕刻工藝品,直到一萬兩千年前冰河期結束,這段期間猛獁象從未在人類的藝術創作裡缺席。

在遠方觀察猛獁象、把牠們當成模特兒,這是一回事,但靠近牠們、狩獵牠們來吃,又是另一回事了。別忘了,這些動物有的跟一輛雙層巴士一樣高,而且當時獵人的防身武器只有接著石製矛頭的長木棍。我們常想像原始獵人們勇猛追捕猛獁象的畫面,但阿德里安.黎斯特認為這並不符合實情:

在我看來,人類應該很少有機會去狩獵猛獁象。猛獁象是非常危險的動物,而比牠好欺負的獵物實在太多了,像是馬、鹿、野牛這些都是。即使這可能不是常態,不過我們的確有證據顯示人類會狩獵猛獁象:西伯利亞曾經出土一副猛獁象骨骼,牠的脊椎骨裡嵌了一根燧石矛尖;經碳定年法測定,這副骨骼的年代大約在距今一萬四千年前。

吉兒.庫克則推測,獵人與各種不同獵物之間的關係可能有更具精神性的部分:

他們需要這些動物繼續存在,但他們又需要做一些事情讓自己能戰勝這些動物,這是一個不斷發展的關係,而原始人類可能也因此認為,這整個宇宙秩序之中有一個超自然的力量。這些動物很可能被原始人視作工具,用來與那些非人世的領域溝通,而成為人類宗教生活與日常生活的一部分。

幾乎沒有天敵的大象,卻在面臨絕種危機?

圖/pixabay

「野生動植物走私一直位居國際非法貿易前三名,這也為野生動物帶來生態災難,」裴家騏有感而發表示,象牙其實是從大象門牙延伸出來的一部分,可用來輔助大象挖草挖洞;但長年來,卻成為滿足人類私欲的收藏品,令人感慨。

除象牙走私外,棲息地受到破壞也是導致大象生態受影響的原因,因人類「與象爭地」,使得大片森林遭砍伐、草原被開墾為農耕地,就連賴以為生的水源也被人類瓜分;此外,像是很多觀光客會到東南亞一帶旅遊、騎乘大象體驗森林之樂,無形中也讓小象淪為人類圈養的賺錢工具。

「沒有需求就沒有買賣,建立生態觀念是首要之務」裴家騏表示,要杜絕野生動物非法貿易的共犯結構,除仰賴各國政府與國際組織打擊走私行為外,推廣正確保育觀念亦是根本之道,只要你我都不買,自然就沒有人賣。

大象的細胞比人類還多,得癌症的比率卻比人類低?

圖/pixabay

大象有著龐大的體型,細胞總數比起較小的哺乳類高出數百倍,正常細胞突變成癌細胞的機率應該也會比較大,但事實上卻並非如此是為什麼呢?

大象體內存在著兩種基因:

  1. 腫瘤抑制基因(P53),就像是負責幫病患分類的醫師,當細胞分裂出現異常時,偵測DNA的損傷,選擇適合的處理方式,進行修復或摧毀。
  2. 白血病抑制因子(LIF),又被稱作「殭屍」基因。被比喻為執行命令、消滅受損細胞的角色。

多數的哺乳類動物在DNA偵測到小損傷時,會選擇修復,但大象細胞更常選擇的是「摧毀」,這跟其他哺乳類動物不太一樣。芝加哥大學演化生物學家,文森.林奇(Vincent Lynch)表示:「大象很奇怪,牠們的細胞在DNA損傷後,就會直接死亡。」

研究指出,大象體內LIF基因副本之一的「LIF6基因」,早在5900萬年前,就存在大象體內,但最初的LIF6基因並沒有什麼功能。隨著演化,這種基因也進化了,現在的LIF6,能接受P53的命令,除掉受損細胞。在P53和LIF6的合作之下,大象細胞的異常大多都會直接被除去,因此減少癌症的發生率。

參考資料:

延伸閱讀:

院線影評/《 小飛象 》:低空飛過的量產闔家歡  @娛樂重擊
《小飛象》真的能飛得起來嗎?

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更人道及環保的肉類來源?——淺談「實驗室裡養的鮭魚片」

九姨_96
・2021/09/25 ・2832字 ・閱讀時間約 5 分鐘

那是個典型的炎熱的加州夏日,我剛剛從阿拉斯加釣鮭魚回來。這次的釣魚之行跟之前比不算成功,我的嚮導說,外海的商業漁船過度捕撈及氣候的變化,現在越來越少鮭魚回到河裡,他們擔心未來的魚只會越來越少。非常應景的,我一回來就訪談了一家在舊金山叫 Wildtype 的生物新創公司,他們成功在實驗室生產出鮭魚片。

這個公司是由心臟科醫師/細胞生物學家 Aryé Elfenbein 及耶魯商學院的 Justin Kolbeck 共同創立的。之所以成立這個公司,原因是 Aryé 在醫學領域見識到了,細胞全能性所帶來的可能,也看到了目前海洋及河川污然及過度捕撈的現況。而 Justin 則是因為在阿富汗的經歷,親身體驗過 food insecurity 這件事情有多麽嚴重,進而思考是否有辦法讓資源匱乏的地區也能夠獲得新鮮的食物。

在這樣的前提之下,讓他們重新思考,是否人類真的需要透過動物才能獲取肉?於是,他們在 2019 年一同成立了 Wildtype 這間公司,希望在這海洋、河川資源逐漸匱乏、到處都是塑膠微粒、重金屬的環境下,可以提供一個更永續、更安全、更人道的方式來獲取肉。

而當他們決定這個目標後,他們開始思考要往哪個方向去做,而最後選擇鮭魚主要有三個考量:第一,鮭魚是世界第二大的消費魚種,若能生產鮭魚,對於減少濫捕的會有顯著助益;第二,身為心臟科醫師的 Aryé 認為若要生產商品,也希望將世界帶到比較健康的方向去。富含 Omega-3 的鮭魚,將對大眾的健康更有助益;第三,鮭魚目前市場價格約在每磅 8 美元,比起每磅 1 美元的雞肉,鮭魚的市場價格能提供他們更多的研發空間。

Justin Kolbeck 與 Aryé Elfenbein。圖/作者提供

用「啤酒槽」養出鮭魚細胞?

美國人吃鮭魚,其實只有魚側面的兩塊菲力,其他的部分包括魚頭及內臟,大約有五成的魚體都會在處理後丟棄。於是 Aryé 與 Justin 思考,是否可以生產需要的部位就好?

答案是肯定的,而且其實製作起來更可行,生產魚片還是比生產魚頭來的單純很多。

實驗室鮭魚有兩個主要步驟,第一步在生物反應器(bioreactor)放大細胞數量。就像啤酒發酵槽,在生物反應器裡面放入細胞生長所需的最佳營養,並透過不間斷的打氣循環,讓細胞在裡面懸浮生長。

這個過程,細胞數量通常呈指數性的生長,短短幾週可以生長到萬倍之多。不過有一點要非常注意,整個細胞培養的過程必須是無菌狀態。如若不然,即使只是一個細菌、一顆黴菌孢子,在這麽營養的生長環境之下,也會跟著目標細胞一起被放大數萬倍。

像啤酒發酵槽的「生物反應器」。圖/Wildtype

第二步是讓細胞在支架裡生長。這裡他們利用植物纖維製作出支架,將細胞循軌跡生長,進而成為漂亮的魚片。不過我很好奇,那個鮭魚肉典型的白色紋理是怎麼做到的?Aryé 說那是脂肪細胞。

簡單來說,在生物反應器生長的這群細胞,就像是幹細胞一樣,尚未分化成不同功能的細胞[註1]。他們發現,透過改變支架的軟硬程度,及調整培養基的成分,可以誘導尚未分化的鮭魚細胞,分化成肌肉細胞或脂肪細胞,進而產生橘白相間的鮭魚肉。

培養出的魚肉品質如何?味道好嗎?

由於這個產品從收穫到包裝幾乎沒有時間差,我很好奇這個魚肉到底味道如何?一般市場買到的魚,即使處理得非常快速,還是跟現釣的相去甚遠,魚腮、黏液、內臟、血液,都會帶有腥味。Aryé 笑著說,沒錯啊就像現釣。

現在人其實非常少能接觸到極新鮮的魚,所以大家習慣的魚其實都是有點魚味的。所以他們在試吃的過程,很多人的反應都是他們的魚肉沒有味道,因此後來他們還特別去研究,增加一點空氣接觸,讓肉熟成一下,產生魚味。

關於保存期限,Aryé 表示,由於魚肉是在無菌狀態下生產的,所以非常非常耐放。他們目前還沒有做過完整的儲藏性實驗,但合作的廚師把他們的魚肉(未拆封狀態)放在冰箱一個月之後,吃起來還是超級新鮮。

甚至放置在室溫之下,目前的結果顯示幾天之內都不會腐敗。雖然仍需要更進一步的實驗,但如果結果屬實,短期運輸就能不需要冷鏈,除了降低運輸成本,也可以運送到冷鏈不發達的地區。

用鮭魚細胞培養的鮭魚片。圖/Wildtype

根據一篇 2019 年的訪問[註3],因為結構的問題,這個魚肉產品煮完會散掉,因此只能生食,在我看來這樣可能會降低消費者的購買興趣。Aryé 表示這點已經克服,只需要多培養一些時間,讓細胞間的結構比較扎實,就可以正常烹煮了。所以他們的產品現在可以做各種烹調法,不再局限於生食而已。同時,他們也正在規劃試吃間(tasting room),之後有進一步消息會再行公告。

潛在的吃素市場

我在進行這個訪問之前,先在我的個人臉書做了市調,結果反應最熱烈的是吃素的朋友。除了天生吃肉會過敏、一輩子要吃素的族群以外,很多人吃素是因為抱持著不殺生、不剝削動物、環境保護的原則。

雖然還有一些道德性的思考需要去界定到底吃鮭魚細胞算不算殺生,但普遍吃素的朋友都會願意去嘗試這樣的商品,並非常期待這樣的商品能夠趕快出現在市場上。

目前 Wildtype 的鮭魚,仍在小量生產的試驗階段,所以價格還是很高。目前做一盤六片的鮭魚握壽司,要價 50-100 美金。但他們很有信心,在持續的研發跟改良之後,他們最終希望售價可以降到一磅 10 美金左右,讓消費者可以在 Trader Joe’s(美國的平價超市)之類的商店輕鬆購買。

人造鮭魚還算是「魚」嗎?

目前 Wildtype 尚未拿到 FDA 核准上市的認證,因為這是一個非常嶄新的產品,法規和食品標準都尚未成形。但 Aryé 透露目前的溝通都算順利,他們被要求提供的資料及數據都算合情合理。

我繼續問,那這樣的商品可以被標示為鮭魚嗎?他說這個問題也在討論之中,但應該不會直接就寫鮭魚肉,畢竟和傳統捕撈的鮭魚不同,而且他們也希望告訴消費者這是鮭魚細胞製作而成,並不是源自於傳統的鮭魚。

但根據耶魯消費者中心的市調[註3],由於這個概念太新了,無論是「實驗室鮭魚」、「人造鮭魚」、「人工培養鮭魚」等等,目前並沒有一個名詞可以讓消費者馬上理解。

所以 Aryé 覺得最後可能會像 Impossible burger 那樣,在商品名稱下直接加一個描述句「使用植物製成的漢堡」。而他們公司希望可以在商品名稱 Wildtype salmon 之下,標註「本產品使用鮭魚細胞並在食物加工場域製作」。

最後,他也補充一個很有趣的點:根據他們內部的市調,成人消費者對於這個新概念很難理解,但五歲小孩們卻都能馬上領會。可見以人工培養鮭魚細胞對於下個世代而言是很自然的事。

文獻資料

  1. Wild Type’s Cell-Based Salmon Costs $200, But Not For Long
  2. Allan, S. J., De Bank, P. A., & Ellis, M. J. (2019). Bioprocess design considerations for cultured meat production with a focus on the expansion bioreactor. Frontiers in Sustainable Food Systems, 3. 44-44.
  3. Labeling the future: ______ salmon

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九姨_96
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九姨(Joy),留美園藝博士,副修食品。 現為加州最大草莓苗圃公司研究員。 閒暇時後喜歡做菜和寫文章,並刊載於個人粉專 Joy’s wild garden。
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