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不只看熱鬧,更能看門道!|從科學素養的角度看《法醫女王》(1)

活躍星系核_96
・2019/06/21 ・2567字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 534 ・七年級
  • 文/許家綾、洪盈蓁及曾雅榮

《法醫女王(Unnatural)》的故事以科學辦案為經、社會議題為緯,並且在科學辦案的同時拉出了許多引人入勝的社會關懷面。

「若那不過是夢的話該有多好,至今依然會夢見你。」

當熟悉的主題曲〈Lemon〉響起,就代表又一個隱藏在死者背後的真相大白。

不過對你我來說,法醫都是在日常生活中難以接觸到的行業,不免讓人好奇:這齣日劇裡所傳遞的科學知識是不是都是真的?(還是你其實感到不耐煩:「明明只是輕鬆追劇,我們又不是科學家,幹嘛那麼認真去關心戲劇所呈現的科學面?」)

然而,《法醫女王》不僅僅是流行文化,在讓你看熱鬧的同時,可以也讓你培養出科學素養,看到門道!

但科學素養是什麼呢?又為什麼重要呢?

科學怎麼了嗎?具科學素養的公民都應知道的三件事

隨著時代變化,現在的科學發展已經無法與社會完全分開;許多與科學相關的問題都不能只單靠科技專家解決〔註1〕,不過我們必須理解三件事:

1、很抱歉,科學是稀缺資源!

科學、技術本身是稀缺資源,不一定每個人都可以享用。但誰可以優先享用這些資源呢?每種優先順序的決定背後都不僅僅是科學可以處理的。

2、超過科學可以解答的問題

有些問題是可以向科學提出,卻無法單獨依靠科學就能得到解答。

3、天啊,科學本身也變成問題!

原本用來解決問題的科學與技術,也可能構成問題,其中一個原因是技術發展往往還不夠成熟,就已經應用在社會中。

作為一個想要解決上述問題的公民,比起在網路上當「鍵盤醫生」與其他網友針對問題分析、論辯,「科學素養」或許是另一個不錯的選擇。

具備科學素養並不代表要你知道大量科學發現的知識、當個科學家,而是要懂得「針對科學的知識」。

聽起來很像繞口令,簡單來說,就是要懂得科學與技術如何運作、科學家又如何使用科學,進而讓自己擁有合理判斷科學與技術工作者行為的能力。

科學素養讓我們搞清楚「無名之毒」以及演繹法

————以下有劇情雷————

在EP1「無名之毒」的故事裡,死者高野島渡因為死亡的地點離能做解剖相驗的單位太遠(例如醫學大學等),因此未經過詳細的死因調查就判定其為心臟病發猝死。從這裡我們可以感覺到:像是「醫學解剖」就是種稀缺的「科學技術」。那麼,誰的死亡應該被優先解剖?政客?還是運動員?如果是平凡的你我,就應該因為死亡地點離醫院太遠,摸摸鼻子接受不能被解剖的命運嗎?(雖然如果已經要解剖了,大概也沒有鼻子可以摸了)這都涉及第一類問題。

再者,為了讓更多非自然死亡的人也可以被解剖、且更詳細的被調查死因,劇中有「不自然死因追查研究所」(Unnatural Death Investigation Laboratory, 戲中簡稱 UDI)這個實際上是虛構的財團法人組織。但國家到底應不應該投放資源,或者要投放多少資源到這類機構,這都與倫理價值的判斷有關,無法單靠科學就能做出決定,也就是第二類問題。

在故事結尾,研究冠狀病毒的醫院不慎導致病毒外洩引發感染,則涉及第三類問題:執行病毒的醫療研究,原本是為了拯救更多的生命,但研究本身卻可能為社會帶來未知的風險。我們到底容不容許這樣的醫療研究呢?

(EP1中三澄裡用假設演繹法得出病毒並非高野島渡帶原的結論)

另一方面,劇中的法醫三澄美琴其實反覆使用了簡單版本的「假設演繹法」,這正是科學家進行推理時,會用來推斷假設的方法。

  • 假定:高野島渡因心臟病發死亡→解剖後推翻。
  • 假定:高野島渡因中毒而身亡→反覆檢驗可疑的餅乾以及到死者住宅採樣後,推翻。
  • 假定:高野島渡死前到中東出差,因而感染MERS病毒,成為國內MERS的帶原者→高野島渡回國後曾與女友發生親密關係,女友沒有染上病毒,推翻。

三澄美琴在解剖醫院屍體後,確認高野島渡不是帶原者,他的MERS病毒是在醫院中感染得來的,並由此推論醫院有病毒外洩的問題。

在故事的推導過程中,觀眾或許不了解驗毒的實際方法或乙二醇的特性(科學發現的知識),但至少可以認識假設演繹法在科學上的應用,並了解到科學假設都有可能被新證據所推翻。

「誠真性」讓你想起:欸不是!《法醫女王》是日劇

在EP1的故事後半段,死者高野島渡因被誤認為是MERS帶原者而受媒體、民眾大力批判,甚至連其父母都受責怪,這恰恰是公民缺乏「科學素養」的側寫:由於不具備足夠的科學素養,民眾對媒體所傳播的科學資訊照單全收,就只能隨著媒體風向起舞。

只不過,在《法醫女王》裡,法醫有時顯得過於強大,除了在專業領域上發揮所能,一些主要角色甚至會越界去執行其他職業所負責的工作。這些橋段或許是因應劇情所需,實際上卻未必是法醫職責所在。

這樣的安排,會不會使得戲劇變得不真實,甚至讓觀眾對複雜的法醫學證據抱持不切實際的期望,甚至對法醫科學產生過度的「幻想」?

面對這些問題,我們或許可以透過「誠真性」這個概念來解讀。戲劇的本質仍是戲劇本身,即使戲劇中的場景未必完全符合實際情況,但若透過有計畫的場景鋪陳及情緒烘托,足以讓觀眾入戲,同時盡可能傳遞正確的知識,這就是一齣好的戲劇了!〔註2〕

請別忘記《法醫女王》的本質仍是一部戲劇,而不是一部科學教育片。

當別人還在看熱鬧,你已經在用科學素養看門道

科學素養的培養,除了直接接觸科普文章、書籍或講座,流行文化也是一種好入門的方式。好的影視作品扮演的即是能成為帶動全體公民去思考及理解科學的重要推手。

這一次,透過檢視《法醫女王》這齣日劇,我們看到了戲劇背後的科學如何被建構、又如何被呈現在觀眾面前。下一次,你在追劇時,不妨也發揮你的好奇心,思考你在追的劇有沒有呈現正確的專業知識吧。讓我們一起培養科學素養,不僅看熱鬧,也要看門道!

在文章撰寫過程之中,黃俊儒老師與助理賴雁蓉﹙國立中正大學通識中心﹚也提供了不少寶貴意見,特此致謝!

註釋

  1. 戶田山和久,林宗德譯﹙2017﹚。《「科學的思考」九堂課:學校不教的科學》。臺北:游擊文化。頁196。
  2. 黃俊儒,(2018)。〈流行文化中的科學:告訴我你看什麼科學,我就知道你活在怎麼樣的科技社會〉。載於林文源、楊谷洋、林宗德﹙主編﹚,《科技社會人3:跨領域新驛路》﹙頁80-89﹚。新竹:國立交通大學出版社。頁85。

文章難易度
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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江山代有 B 肝出,各領風騷數千年—— B 型肝炎病毒的萬年演化史

寒波_96
・2021/10/22 ・4398字 ・閱讀時間約 9 分鐘

B 型肝炎是台灣很熟悉的傳染病,主要藉由血液、體液的交流傳染。它的歷史非常久遠,在世界各地普遍存在。新發表的論文報告:超過一萬年的人類遺骸中,已經能見到 B 型肝炎病毒(Hepatitis B virus,簡稱 HBV);各款遺傳品系萬年來起了又落,可謂各領風騷數千年。

古代 DNA 的研究,技術已經進步到可以由遺骸或環境樣本,定序裡頭所有的 DNA 片段。例如取自人類牙齒的樣本,定序不只能獲得人類的 DNA,也可能捕獲當事人生前口腔中的微生物。所以同一份樣本被定序後,可以進行不同目的之探索。

論文的 B 型肝炎病毒取樣地點、年代。A 為歐亞大陸的古代樣本,B 為美洲的古代樣本,C 為現代各地流行的基因型分布狀況。圖/參考資料 1

和人類一起移民美洲,獨立發展的 B 肝病毒

B 肝病毒以 DNA 為遺傳物質,被感染的人去世後,病毒的 DNA 可能保留在死人骨頭、牙齒中,因此有機會被偵測到。新問世的論文搜尋資料庫,在世界各地 137 個古代樣本中,偵測到 B 肝病毒的存在。

這批古代 B 肝病毒,年代介於距今 400 到 10500 年前,絕大部份位於歐亞大陸西部和美洲。將各款病毒擺在一起畫演化樹,美洲的古代病毒自成一群,和歐亞大陸的同類平行發展。

一直到數百年前歐洲人殖民以前,美洲的 B 肝病毒都自成一群,最古老的樣本距今約 9000 年,位於安地斯高地的 Cuncaicha 岩蔭遺址(CUN002)。

如今的 B 肝病毒被分為 10 種基因型,稱為 A 到 J 型。美洲流行的 H 型、F 型(genotype H、genotype F),便是這群病毒流傳至今的後裔。

現代、古代的 B 型肝炎病毒擺在一塊,畫出的演化樹。這兒估計的分家年代,相對比較晚。圖/參考資料 1

B 肝病毒的主要宿主是人類,大部分傳播會跟著人走。(北極區以外)美洲原住民的祖先從亞洲移民到美洲後,長期獨立發展,和其他地區缺乏交流。而美洲居民的 B 肝病毒也獨立演化超過一萬年,和人類遷徙、分家的狀況一致。

B 肝病毒在哪兒起源,有多資深?

美洲和歐亞大陸的 B 肝病毒,在什麼時候分家?論文對此不敢給出肯定的答案,也許是一萬多年前,也可能較接近兩萬年前。不過再怎麼說,都比智人祖先離開非洲的年代,要更晚許久。

過去有學者認為,B 肝病毒的歷史能追溯到數萬年前,智人離開非洲的時候。一大證據來自澳洲原住民感染的 C4 亞型(subgenotype C4),和同類分家 5 萬年之久。

但是這回估計 C4 資歷應該不超過 4500 年,遠遠比人類移民抵達澳洲的年代更遲。由此推論,C4 很可能是後來才抵達澳洲的。

根據現有資訊推敲,B 肝病毒的共同祖先頂多處於 2 萬年前。但是更早以前是否已經存在,卻在歷史洪流中失傳呢?目前無法判斷,需要更多樣本才能釐清。

傳染病同類的不同品系間競爭激烈,若是新秀徹底取代老將並不意外。B 肝病毒在歐洲一萬年來的發展史,便是鮮明的興替實例。

歐亞大陸西部不同年代,B 肝病毒的品系存在感,以及其演化關係。圖/參考資料 1

歐亞大陸西部,延續四千年的上古霸權

137 個樣本,大部分位於歐亞大陸西部,可以看出比較詳細的端倪。簡單說:江山代有病毒出,各領風騷數千年。

距今 9000 到 11000 年前,歐洲一帶有 2 款遺傳品系;隨後的 7500 到 9000 年前,其中一款完全消失(Mesolithic 1,下圖左紅色),只剩另外一款(Mesolithic 2,下圖紫色),最早出現在高加索北部,接著在歐洲各處,缺乏農業,不定居的採集狩獵族群中廣傳。

距今 7500 到 11000 年前之間,歐亞大陸西部的 B 肝病毒型號分佈。圖/參考資料 1

接下來四千年,也就是距今 3500 到 7500 年前,歐洲和中東幾乎完全被另一群病毒佔領(WENBA,下圖綠色)。論文推測此一品系,是在距今 8000 年過後的歐洲新石器時代,隨著中東農夫移民潮進入歐洲,廣傳各地。

歐洲最初的農夫移民源於安那托利亞(現在屬於土耳其),可是約一萬年前,唯一的安那托利亞樣本卻不屬於這款(上圖左淡紅色),不是 WENBA 品系的直系祖先。

可想而知,目前取樣很有限之下,無法精準判斷各品系起源的位置與年代。每個時期可能都有多款品系共存,我們只能見到,當時存在感比較高的少數代表。

距今 3000 到 7500 年前之間,歐亞大陸西部的 B 肝病毒型號分佈。圖/參考資料 1

距今約 5000 年前,青銅時代開始之際,歐洲又有大量移民湧入,能追溯到其東方的草原地區。但是人類族群的 DNA 組成明顯改變之際,B 肝病毒卻沒有變化。或許這時歐洲、草原流行的品系是同一款,你傳我,我傳你,還是看不出差別?

反正歐亞大陸西部在這四千年間,各地的人們不管生活方式、文化差異多大,大家都共享同一款 B 肝病毒!

B肝病毒的興替:霸權崩潰與轉移

盛極四千年的 WENBA 戰隊,距今 3300 年前過後卻幾乎消失。取而代之的是至今仍然存在的 A 型品系(Genotype A,上圖右紅色、下圖左紅色),已知樣本中距今 3500 到 5000 年前分佈於中東、高加索、歐洲東緣;隨後又前進歐洲,到 1500 年前還很有存在感。

接下來興起的是 D 型品系(Genotype D,下圖藍色),與 A 型共存一段時間後,從 1500 年前起成為歐亞大陸西部的新興霸權,從此一直延續到現代。

現代到距今 3000 年前之間,歐亞大陸西部的 B 肝病毒型號分佈。圖/參考資料 1

江山代有 B 肝出,WENBA 戰隊為什麼會徹底退出江湖呢?論文推測,多半和距今 3000 多年前的氣候、政治等劇變有關。

青銅時代晚期,地中海東部、中東一帶發生大規模的崩潰潮,周圍的歐洲、埃及動蕩不安(知名的特洛伊戰爭就發生在那個時期),數個重要的政權、勢力瓦解,社會秩序崩解。希臘的邁錫尼文明,黎凡特地區的烏加里特等城邦,安那托利亞的西臺帝國都不復存在。

在人類的經濟、政治強權崩潰,人群大洗牌的同時,B 肝病毒似乎也跟著霸權轉移。

青銅時代晚期的動盪局勢。圖/取自 wiki

上古霸權仍有後裔!卻是半殘的?

然而,在古代樣本沒有取樣到的地方,WENBA 戰隊仍有後裔持續傳承,衍生出 G 型品系(Genotype G)。如今它的存在感薄弱,遺傳多樣性很低,三千餘年來應該是悄悄地活著。

奇妙的是,G 型其實不算是健全的病毒,由於突變之故,它的核心蛋白(core protein)功能受到影響,而且無法生產「B 型肝炎 E 抗原(HBeAg)」,嚴重降低它的複製和感染能力。

曾經縱橫四千年的霸權,現存唯一後裔竟然是半殘的。但是 G 型也有其厲害之處:善於和其他病毒共生。現代的 G 型感染者,多數也同時是愛滋病患。而且 G 型品系的搭便車能力,很可能不是最近出現。

進一步考察非常驚人地發現,與其類似的突變缺失,其實古代樣本中相當常見:距今 3500 到 7000 年前,總共有 14 款略有差異的 B 肝病毒具有這些缺陷。

已知歐亞大陸西部的 83 位古代 B 肝宿主中,高達 22 人同時感染有缺失的病毒,以及健全的另一款品系(包括目前主流之一的 A 型)。半殘的 G 型品系似乎就靠著搭便車,一路前進到現在。

B 肝病毒的蛋白質組成。HBeAg 是關鍵成分,但是 G 型品系無法生產。圖/取自 wiki

B型肝炎的歷史,也是全人類的歷史

感染 B 肝病毒多半不會致命,長期帶原卻會影響健康,有時候後果非常嚴重,因此被列為公衛計畫的打擊目標。台灣成功根除 B 肝病毒,是偉大的公衛成就,每一位居民都因此受益。

上萬年來普遍與人共生的 B 肝病毒,其歷史也是人類的一部分歷史。至今古代 B 肝病毒的研究,取樣幾乎都來自美洲和歐亞大陸西部,其餘地區如東亞、東南亞、非洲的樣本極少。B 肝病毒在這些地方如何演化,也令人好奇。

延伸閱讀

參考資料

  1. Kocher, A., Papac, L., Barquera, R., Key, F. M., Spyrou, M. A., Hübler, R., … & Moiseyev, V. (2021). Ten millennia of hepatitis B virus evolution. Science, 374(6564), 182-188.
  2. Study traces the evolution of the hepatitis B virus from prehistory to the present

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。
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