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地下最強的非洲鼴鼠如何能不怕酸也不怕痛?

小肥波
・2019/06/27 ・1564字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 630 ・十年級

  • 文/小肥波│販賣腦汁維生的蛋散,最愛吃喝玩樂,望有錢從天而降,全人類不須工作。

不能只有你不怕痛!人類也想要啊!

能在地下惡劣環境的非洲鼴鼠近年成為熱門的養生研究對象,主要因為有極低代謝率、身體機能幾乎不退化,也極少罹癌,學者都希望能從中找到令人類更長壽更健康的方法。鼴鼠還有一種特殊身體機能,也非常值得探討:牠們無法感受到由強酸、辣椒素等物質造成的痛覺。

德國 Max Delbrück 分子醫學中心的分子生理學家 Gary Lewin 與來自非洲的專家合作,在最新刊於《科學》的研究中,將裸鼴鼠與另外 8 種相關物種作對比,分析牠們對已稀釋、酸鹼值為 3.5 的鹽酸 (hydrochloric acid) 、辣椒素與異硫氰酸烯丙酯 (allyl isothiocyanate, AITC) 的反應。這三種化合物都是裸鼴鼠天然可接觸,且都會對人類以及其他哺乳類造成灼熱的痛楚,而 AITC 則是山葵刺激性的來源。

有些裸鼴鼠碰到 AITC 並不會有不適感,AITC 就是山葵刺激性的來源! 圖/wikipedia

團隊發現其中三種包括裸鼴鼠 (Heterocephalus glaber) 的鼴鼠對稀釋鹽酸無感覺,更重要是這三種鼴鼠在基因上都明顯有差距,其對強酸造成的痛覺流失有機會是獨立演化出來。裸鼴鼠與納塔爾摩爾鼠 (Cryptomys hottentotus natalensis) 則不會在掌上被注射含辣椒素溶液後出現任何異常行為,其他鼠類均會提起或用舌頭舔腳掌「舒緩」不適。

另外,只有社會高鼹鼠 (Cryptomys hottentotus pretoriae) 不會受 AITC 影響而出現反應。這種鼹鼠與裸鼴鼠一樣會居於地底,但只在南非東岸找到。 Lewin 指這個發現對團隊來說是震撼,因為 AITC 會攻擊胺基酸,破壞身體蛋白質,所以所有其他測試品種在正常情況下都會避免接觸該化合物。

團隊發現其中三種包括裸鼴鼠的鼴鼠對稀釋鹽酸無感覺,更重要是這三種鼴鼠在基因上都明顯有差距。圖/Ore, C.M.D. & et al.(立場新聞提供)

與毒蟻住太久,久住不感其痛?

為了解這些鼴鼠不能感受痛楚的分子機制,團隊抽取所有九種所檢驗的嚙齒目品種的脊髓感覺組織,以及背根神經節 (doral root ganglia) ,並以核糖核酸 (RNA) 排序技術對比這些組織中約 7,000 個基因的活動。背根神經節是位於脊髓後根神經的神經細胞體,能將痛楚訊號傳遞至脊髓。團隊最終發現,其中兩個基因的活動在無痛感鼹鼠被改變,這些基因是控制 TRPA1 與 Nav1.7 離子通道的關鍵,使鼹鼠接收不到痛感。

Lewin 解釋, AITC 與很多刺激物都在鼴鼠主食植物根部中出現,並會激活 TRPA1 離子通道,因此在演化過程中,很多裸鼴鼠相關物種都會減少調控 TRPA1 離子通道,但只有社會高鼹鼠完全能將該「山葵通道」關閉。

Lewin 的團隊也發現到,社會高鼹鼠能完全關閉 TRPA1 是因為牠們有另一種控制 NALCN 泄漏通道的基因被刺激,而這通道的活動改變亦只在社會高鼹鼠出現。當團隊以藥物關閉社會高鼹鼠的 NALCN 通道,社會高鼹鼠即對 AITC 有反應,但藥力在一日後消退,社會高鼹鼠再次不受 AITC 影響。

社會高鼹鼠通常與攻擊性高、會放毒液的納塔爾脊紅蟻 (Myrmicaria natalensis) 做鄰居。當團隊將該些毒液注入九種嚙齒目中,只有社會高鼹鼠無反應;同樣地團隊關閉其 NALCN 通道,社會高鼹鼠則會對毒液感到不適。換言之,在演化過程中社會高鼹鼠從祖先中,獲得 NALCN 高活性基因,以居於不適合其他鼴鼠的棲息地。

無疑這是一個有趣的「環境長期影響演化」例子,更重要是發現可能有助學者研發新型止痛藥,減低現有止痛藥一些成癮副作用。不過,這只是開端罷了!

參考文獻

  1. Ore, C.M.D., Cruikshank, D.P., Protopapa, S. & et al. (2019). Rapid molecular evolution of pain insensitivity in multiple African rodents. Science  31 May 2019: Vol. 364, Issue 6443, pp. 852-859. DOI: 10.1126/science.aau0236

延伸閱讀

文章難易度
小肥波
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「阿姨我,不想努力了」雌鼴鼠的卵巢竟長出睪丸!
波留先生 M. Beaulieu_96
・2020/12/27 ・2494字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

在這個提倡多元性別的時代,性別不再只是男女之分,而在鼴鼠(mole)的世界裡,其實也存在這樣的性別樣貌。

近日,馬克斯.普朗克分子遺傳學研究所(Max Planck Institute for Molecular Genetics)研究團隊分析了鼴鼠的基因組,並解釋引發這種性徵的原因,研究發表於《科學》(Science)期刊。

研究團隊的研究對象為伊比利亞鼴鼠(Talpa occidentalis)。圖/GBIF.org

在殘酷世界裡賣力求生的鼴鼠

常被誤認成土撥鼠的鼴鼠(mole),除了外型相像,也具有優秀的鏟土本領,牠們所挖鑿出來的隧道系統不僅可作為棲息地,也能提升土壤的通氣性與排水性。

作者按:鼴鼠通常可以長到 4~6 英寸不等,翻土效果更勝蚯蚓好多籌!

另一方面,由於牠們主要以田野或花園裡的害蟲為食(每日食量大約等於自己的體重),無心插柳,正好為植物提供了很棒的生存環境。

然而,集園丁才華於一身的鼴鼠,在某些人的眼裡仍不受待見。

按照牠們隨機挖坑的習性,這群失控的孩子很可能在刨土的同時殃及植物根部,進而導致植物死亡。更糟糕的是,若案發地是在田裡,萬一不小心鑽破田埂,就會讓灌溉用水流到其他地方去。

鼴鼠隨機挖坑的習性,有時可能會殃及植物根部或流失灌溉用水。圖/Pexels

鼴鼠終其一生除了挖地道築巢、躲避有心人士的追殺外,連繁衍後代也十分麻煩,一整年的時間下來,雄鼠與雌鼠大部分的時間都是獨居為主

而且沒有 Txxder 可以滑,大夥兒如果要找到心儀的交配對象,更需要緣分的安排:)

到了準備繁殖的季節,雄鼠便會開始積極擴張疆域、出關播種,並在隧道系統中築起能安置鼴鼠寶寶的球型巢室。

成功與雄鼠交配的雌鼠,會在春天產下 3~4 隻不等的鼴鼠寶寶,並花一個半月左右的時間照顧牠們。

雌鼴鼠的卵巢竟長出睪丸

挖地道已經夠辛苦了,雌鼴鼠還要生孩子,一個打 4 個,這對雌性動物來說是何等煎熬啊。

「阿姨我,不想努力了!」

雌鼴鼠的心聲(X)大概真的被老天爺聽到了吧,牠們的卵巢演化出如開外掛般的好工具——卵睪丸(ovotestis)。

顧名思義,就是長著睾丸的卵巢。

此外,雌鼠會發展出狀如陰莖的外生殖器(其實是陰蒂),且陰道口(vaginal orifice)也是繁殖季限定,生完孩子就消失了。

當然,這不代表雌鼴鼠能用器官優勢自己繁衍後代。從卵睪丸的構造來看,它還是有卵巢該有的功能,也會滋養並釋放卵子以進行受精,只是側面多了一塊睪丸組織,且該組織無法製造精子細胞

不過,由於這個組織仍存在雷迪格細胞(Leydig cells,又稱睪丸間質細胞),因此能製作出產量足以媲美雄性的雄性激素,好讓牠們也能擁有雄性的體格優勢。

雌鼴鼠的卵巢( Ovary part)多了一塊睪丸組織(Testis part),可以製造雄性激素,讓牠們也擁有雄性體格優勢。圖/原始文獻

只是,哺乳動物的睾丸組織發育仰賴 Y 染色體上的基因,這樣才能在發育早期提高睾丸激素的產量;也就是說,若缺乏 Y 染色體,胚胎就無法產生睾丸。

問題來了,雌鼴鼠明明就不帶 Y 染色體,為何可以長出這麼「超自然」的器官?

卵睪丸背後的秘密

為了挖掘這層真相,來自馬克斯.普朗克分子遺傳學研究所(Max Planck Institute for Molecular Genetics)的研究團隊,深入分析了這些動物的基因組。

他們假設,除了基因本身的不同,某些基因的調控區可能也發生變異,為了檢驗這個假設,研究團隊將雌性伊比利亞鼴鼠(Talpa occidentalis)進行染色體改造並繪製染色體模型,期待能從轉錄組、表觀遺傳以及染色質等相互作用數據中找答案。

結果發現,與其他哺乳動物相比,該鼴鼠體內控制雄性賀爾蒙的 CYP17A1 基因為 3 倍,且牠們的某些 DNA 片段位置也不同,如與睪丸發育有關的纖維母細胞生長因子9(Fibroblast Growth Factor 9, F9G9 基因發生染色體內倒置(intrachromosomal inversion),這些都使得基因表達的環境發生變化。

研究團隊在鼴鼠的 DNA 片段上有所發現。圖/Pixabay

一位參與該研究的遺傳學家盧皮亞茲(Darío Lupiáñez)補充,這個發現證明了基因組的三維結構在演化上相當重要,只要重新排列,就有機會創造出跨性別的特徵,且其他器官與系統的發育不會受到影響

最後,為了確認這就是雌鼴鼠產生雙性性徵的原因,團隊將雄鼠、雌鼠進行基因改造,並發現雄鼠並無異樣,反倒是雌鼠所產生的睾丸素變得與雄性一樣多,且從外觀來看也變得更強壯了。

看來,老天還是眷顧著雌鼴鼠的,至少這樣的變化能讓他們在體能上,也不至於輸在起跑點。

擁有兩個性徵,怎麼了嗎?

雖說在自然界中,某些爬行動物和魚類也具有雌雄同體(Intersexua)的性徵,但這在哺乳動物中並不常見——以人類為例,目前僅有約 1% 因基因突變而成為雙性人,他們除了性解剖結構外,基本與一般男女無異。

這次的研究成果,不僅以科學證實基因組重新排列會改變發育基因的表達潛力,筆者也希望大家能藉此反思,慢慢撕下雙性人的疾病標籤。

參考資料

  1. Francisca M. Real et al., The mole genome reveals regulatory rearrangements associated with adaptive intersexuality, Science, Vol. 370, Issue 6513, pp. 208-214, 9 Oct 2020.
  2. Mike Mcrae, Female Moles Grow Testicles to Fight Through Their Brutal Underground Existence, Science Alert, 11 Oct 2020.
  3. Stephen Luntz, For Moles, Sex Is A Spectrum And We’ve Just Learned Why, IFL Science, 9 Oct 2020.
  4. L. Harbison Matthews M.A., The œstrous Cycle and Intersexuality in the Female Mole (Talpa europæa Linn.),  Zoology, Volume105, Issue2, pp. 347-384, Jul 1935.
  5. Mole – Talpa europaea, The Mammal Society.
  6. 台灣鼴鼠,台灣環境資訊協會
波留先生 M. Beaulieu_96
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曾當過兩三年的職能治療師,在體力正式走下波前轉戰出版業,現為出版社圖文編輯,並斜槓各式聲音工作。

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規則就是用來打破的!挑戰生存法則的裸鼴鼠
Lea Tang
・2019/04/02 ・2425字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

裸鼴鼠是一種齧齒目動物,這是實驗室中裸鼴鼠的模樣。圖/sciencemag

看到裸鼴鼠(Heterocephalus glaber)的第一眼,各位可能會忍不住再多看幾眼。

這種全身帶有粉色皺皮和突出牙齒的齧齒目動物群居在地底,主要分布於東非,是一種社會性哺乳動物。和螞蟻和胡蜂一樣,在多達 70 隻個體的裸鼴鼠族群中:一隻「女王」負責生育,幾隻雄鼠負責提供精子,其餘則是沒有繁殖能力的工鼠。

裸鼴鼠的視力不好,但無毛的身體能讓牠們在狹窄地道內自由穿梭、外凸的牙齒則讓牠們在挖土工作時能閉上嘴巴,免得誤食土塊。

除了外形,牠們還有著特殊的生理機制,幫助牠們適應地底惡劣的環境。裸鼴鼠的體溫能隨著環境變化,不但沒有大部分的痛覺,而且幾乎不會得到癌症。

甚至,牠們能在完全無氧的環境下存活 18 分鐘。

圖/farm3.static.flickr.com

沒有氧氣會死嗎?那你怎麼沒感覺

對所有生物來說,氧氣是我們賴以為生的重要存在。人類只要缺氧 3 分鐘,大腦就會受損,幾分鐘內就會死亡。但「無氧生活」對裸鼴鼠來說似乎並不是這麼大的威脅。通常,裸鼴鼠會一團一團的擠在地道內。雖然空氣很稀薄但牠們卻不會喘不過氣,生活看來毫不受影響,這種狀況讓科學家開始對牠們的耐氧極限產生興趣。

裸鼴鼠能在完全無氧的環境下存活 18 分鐘。圖/Flickr

經過測試,把空氣中的氧降低到 5 %時,實驗室老鼠會在 10 分鐘內死亡,但裸鼴鼠卻完全沒有反應,甚至沒有嗜睡、或昏迷的狀況出現。當空氣中的氧氣降至 0 %時,實驗室老鼠和裸鼴鼠都陷入昏迷:雖然裸鼴鼠的心跳從每分鐘 200 次→ 50 次,牠們卻還是可以在神經系統沒有受損的情況下存活 18 分鐘,而實驗室老鼠則是再也沒有恢復意識。

能讓裸鼴鼠恢復意識的關鍵就在血液中迅速升高的果糖

人類代謝時若沒有氧氣,葡萄糖就無法轉換成能量。然而,與人類同屬哺乳類的裸鼴鼠,卻可以像植物一樣,在沒有氧氣的情況下轉而使用果糖來代謝(雖然效率不高),穩定生存下去。

除此之外,裸鼴鼠似乎也不會衰老。

誰說老了沒有用?那你怎麼還在生

一直以來,科學家們都有注意到這個動物很少表現出衰老的現象。隨著年紀增長,裸鼴鼠的死亡率不但比其它有紀錄的哺乳類動物低、壽命也較一般囓齒動物長。一般圈養的小鼠最多活 4 年,以裸鼴鼠的身形大小來估計,牠們應該活不過 6 年。令人意外的是,有些裸鼴鼠可以活到 30 歲以上,而就算已經「步入老年」,雌性的繁殖力仍然很強。

圖/wikipedia

比較生物學家羅謝爾 · 巴芬斯坦(Rochelle Buffenstein)花了超過 30 年來紀錄 3329 隻裸鼴鼠的生活史,她發現裸鼴鼠似乎違背了岡珀茨–梅卡姆死亡率定律,一種描述哺乳類衰老的方程式:

哺乳類的死亡率隨年歲增加而上升。

以人類為例,過了 30 歲後的死亡率每 8 年遞增兩倍。一般來說,100 隻動物就足以觀察到符合岡珀茨法則的死亡曲線,但巴芬斯坦的數據卻表示裸鼴鼠死亡風險不隨年齡增長而上升(反而還略有下降)。

難道裸鼴鼠吃了不老藥?原因就在裸鼴鼠具有非常活躍的 DNA 修復能力和高水平的伴侶蛋白——這些蛋白質可幫助其他蛋白質正確折疊。儘管部分科學家認為這並非一個全面性的結論,但對許多人來說,它仍然是一個非常重要且引人注目的新數據。

何不食糞乎?三大好處報你知

如前文所說,裸鼴鼠是一個高度分工的社會化動物:女王負責生,工鼠負責育。現在問題來了,工鼠因為不具有生育能力所以無法合成性激素,可是性激素是促進個體母愛氾濫、照顧幼崽的必備條件,少了性荷爾蒙的工鼠怎麼會心甘情願地照顧別人的小寶寶呢?

圖/sciencenews

答案就在餵屎

裸鼴鼠是一種食糞動物,工鼠攝入女王生育後富含雌激素的糞便後,體內的雌二醇增加,因此對幼崽的鳴叫變得敏銳、出現育幼的行為。為了證明激素是育兒的關鍵因素,科學家們設計另一項實驗:把未妊娠的女王糞便分兩組,一組添加雌二醇,一組沒加,然後觀察吃掉糞便後的工鼠行為:

吃到激素的工鼠會母愛爆棚、對小寶寶的叫喚聲更有感,只要孩子一叫,就立刻飛奔過去。

裸鼴鼠食糞的另外兩個原因是幫助消化和標記成員。糞便中的腸道菌能幫助牠們消化主食——鬚根和塊莖;且既然是同一族群,應該要有一致的氣味利於區分敵我,如果有不同氣味的個體進入巢穴,就會被工鼠攻擊。

二次元教室:好像在哪裡見過你?

最後的最後,就像那些我們最常聽到的搭訕問話:裸鼴鼠寶貝,我們是不是在哪裡見過?

圖/gamer

是的,就是日本作家貴志佑介小說《來自新世界》中的化鼠。※以下有雷

牠們是一種齧齒類哺乳動物,祖先來自裸鼴鼠。化鼠的社會型態一樣有一隻女王,有交配能力的公鼠和其它無繁衍能力的工鼠。

在小說中,化鼠是地表上除了人類以外唯二擁有智慧的生物。牠們原本受到人類控管,是勞工一般的存在,後來因為智力快速的進化,對人類展開襲擊。看到最後,讀者會發現化鼠其實就是人類,只是他們因為沒有能力、被社會淘汰,然後被改造了。

由於裸鼴鼠與人類基因的 DNA 有高達 80%到 93%相同,也許,這就是作者為什麼會以裸鼴鼠做為參考的主要原因吧!

參考資料:

  1. Naked mole rats defy the biological law of aging
  2. Gompertz–Makeham law of mortality
  3. Naked mole-rats are now even weirder: Without oxygen, they live like plants
  4. Sweet? Naked mole rats can survive without oxygen using plant sugar tactic
  5. [中文字幕]有關裸鼴鼠的幾大真相True Facts About The Naked Mole Rat
  6. How Eating Poop Makes These Mole-Rats More Motherly
  7. Naked mole-rats eat the poop of their queen for parenting cues

 

Lea Tang
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徜徉在極北之海的浪漫主義者。 喜歡鯨豚、地科、文學和貓。

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我們就愛吃豬吃魚不吃狗?
王陽翎(于非)
・2014/08/28 ・2993字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 558 ・八年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

Credit: Steve Evans via Flickr
Credit: Steve Evans via Flickr

作者:王陽翎(于非)|《經濟日報》特約作者、《謎米香港》節目主持

兩極化的價值觀

八月二十六日台灣傳媒報導弘光科技大學校長吳聰能知道小貓受困變電站,想也沒想便指示全校斷電,不惜忍耐各種電腦設施全關,完成「救貓二十分鐘」,師生均感相當值得。另一邊廂,八月中香港港鐵公司職員懼怕罰款,寧願撞死唐狗「未雪」,跟救貓事件形成顯明對比,也掀起一輪價值反思。

香港人價值觀頗為兩極,一方譴責港鐵暴力,嚴重傷害了人類對狗的強烈感情;另一方嘲諷港人偽善,既說珍惜動物,吃肉卻很誠實,感歎人不如狗。實際上,兩極化思維無助我們了解問題的關鍵,正如近代學術領域亦出現過相類情況,有人高舉「解放動物」的旗幟,讓動物有快樂生及自由發展權;也有人從認識論的角度認為人類不可能知道動物有否痛苦,除非能「完全」進入動物的意識云云。

天下動物一樣痛?

幸好,神經科學研究有助在兩極判斷之中浮現曙光。學者史奈頓(Lynne Sneddon)發現虹繜魚嘴唇上帶有「疼痛感受器」(Nociceptors),而人類同樣透過這些感受器將痛感傳到大腦作出反應。[1] 此外,近年廣為人知的研究,是Robert W. Elwood 教授透過電擊寄居蟹,觸發牠避走和換殼,更發現螃蟹受過電擊後會有痛苦的記憶(廣義記憶)。而且,歐亞在比較認知科學上,陸續對照出不同動物神經系統的異同。譬如就血清素(Serotonin)的研究,普遍脊椎動物的血清素神經元細胞,都佔據在相同位置,連原始脊椎動物蛞蝓魚(amphioxius)的中樞神經系統,照樣存在血清素細胞,估計最遠可追溯至五億年前的演化史;今天,不論貓或老鼠,都發現相關的DNA序列,血清素毫無疑問也影響著人類的情緒與思考。[2]

這些研究意味著,透過現代的科研工具,我們無須要求絕對、完全地代入動物的感受,才算了解動物的痛苦。話雖如此,動物神經系統的「相似性」即使相當值得參考,但人類感受的複雜和強烈程度,也遠超於其他動物可比,是故將所有動物的痛感反應,不分性質、程度,說成跟擁有意識的人類「一模一樣」,同樣不合情理。

Credit: Marji Beach via Flickr
Credit: Marji Beach via Flickr

你憑甚麼對狗偏心?

問題來了,既然現代社會標榜文明生活,我們大概掌握了動物不同程度、性質的痛感反應,憑甚麼對小狗或小貓特別熱愛,又吃掉另一些豬牛雞魚等等呢?這樣的價值弔詭,我們可以藉著演化理論和哲學思辯得到解答。

人對狗的豐富感情,除了是近現代社會的飼養文化,也撇除不掉深遠的演化根源。舊有的研究指狗狼分家約在一萬四千年至四萬年以前,近年的遺傳學研究則指最遠可追溯到十三萬五千年前,直立智人的祖先經已開始從狼馴化出犬。而關於人、犬演化出濃情,二零一三年Brain Hare在《美國國家地理雜誌》(National Geographic)表示,從前認為遠古時期人類需要狼協助狩獵,最終將之馴化,極可能是個誤解。反之,人類透過合作經已從狩獵取得充足食物,對狼的屠殺和敵視卻是非常明顯的,後來,人類將多餘的食物遺留給較低侵略性的狼群,久而久之狼群聚集在人類的狩獵社會附近,才形成了馴化的開端。[3]

馴化一但開始,速度會變得意想不到地快,數十年前,曾有人以數十年的時間進行大規模馴養銀狐的實驗。1951年,俄國的遺傳學者貝爾耶夫(Dmitry K. Belyaev)在毛皮動物中央研究中心(Central Research Laboratory of Fur Animal)待上超過三十年的時光,從四萬五千多隻銀狐中挑選繁殖,嚴謹地剔除隨便咬人或擅自逃走的對象,並將較易親近人類,溫和地探索四周的小銀狐選出飼養。結果數十年後,這群銀狐的後代不但變得無比馴良,還被觀察到其他附帶的特徵:尾巴捲曲,耳朵垂下,毛色見班,四肢變短,頭骨加寬,許多形態都接近早被馴養的犬類動物。

較多的狼被馴化成為狗後,人類倒過來再不能失去牠們,狗對於守衛和獵食起著顯著作用,學者甚至認為狗的出現,成功協助人類由狩獵採集社會,演變成農業社會。

Credit: Rene Jakobson via Flickr
Credit: Rene Jakobson via Flickr

黑猩猩其實不及上狗那麼親切

部分演化學家更認為人和狗的親密程度,早已超出與我們基因接近的黑猩猩。直至今天,狗對於人類眼神和手勢敏銳的閱讀能力,非其他動物可比。匈牙利演化學家米克羅西(Adam Miklosi)曾進行狼和狗的比較實驗,在相同的訓練之後,分咐狗、狼拉繩取得食物。面對這項難度較高的挑戰,當障礙出現時,狗能頻密地凝望人類的眼神以取得解難指示,而狼本能反應完全不及上狗,這是由於人類社會加諸狗的本能,已達到基因層面的適應性。[4] 這一點,絕大部分的黑猩猩是徹底失敗的,人類學家丹尼爾.波維內利(Daniel Povinelli)與他的伙伴提摩西.艾迪(Timothy Eddy)在《年幼黑猩猩懂不懂「看」的意義?》(What Young Chimpanzees Know about Seeing)一書發表了項研究,他們安排一位研究員蒙上眼睛,對黑猩猩視而不見,另一位人員則凝視並等待牠們要求食物,結果發現黑猩猩竟對研究員是否蒙眼漠不關心,只會隨意向任何一位討食物。這實在無可厚非,我們五、六百萬年前跟黑猩猩的共同祖先分家以後,生活亦分道揚鑣,漸漸顯得親疏有別。

的確,人類的道德直覺,遠至悠長的演化史,近至目前生活跟動物的觸碰、撫摸及各類相處模式有密切關聯,狗與人類長期依存的模式,最終發展出彷如摯友甚至嬰孩的感情。其他動物與人類的共同演化時間不但遠少於狗,身體外型、行為協調也天淵之別,這樣解釋了為何一隻狗被殺害,跟一隻豬、雞、老鼠、魚、蟹、蚯蚓被殺害,人們普遍的感受和即時反應,確實不一致。

吃肉令你變成偽善的壞蛋嗎?

話說回來,如果港鐵撞死的是一隻老鼠,幾乎無人投訴港鐵,人類對待狗的濃情,未有一貫套用在其他動物身上,這是不合乎道德的偽善嗎?多年來研究道德議題的德國思想家理察.大衛.普列希特(Richard David Precht)卻未有譴責人類吃肉是偽善或不道德,他整理研究和思緒後,只好暫且建議我們盡可能減少吃肉,但他會同意人類長遠應該朝往彼得.辛格(Peter Singer)在《動物解放》(Animal Liberation)的願景,成全動物的自由生存權。

其實,普列希特並未想到,問題在於一直以來人們未分辨清楚「美德」與「道德」的界線,每個時代人類的道德觀會存在限制,往往少數人不滿足當前的道德水平,將關懷生命的範圍不斷擴展。今天,拒絕吃肉可能是少數素食者所追求的美德,不排除未來變成新的道德標準;隨著科技的發展(如人造肉),人類從關懷保護貓狗和瀕臨絕種動物,乃至關懷豬牛羊雞,層層遞進,這也是知識分子普及知識的重要使命。

參考資料

  1. Lynne U Sneddon. The evidence for pain in fish: the use of morphine as an analgesic. Applied Animal Behaviour Science. Volume 83, Issue 2, 5 September 2003, Pages 153–162. DOI: 10.1016/S0168-1591(03)00113-8
  2. 歐門(John Morgan Allman)著:《腦,在演化中:從生態變遷看大腦的適應之道》(Evolving brains),臺北市,遠流,2002年,p44 – p.52。
  3. Opinion: We Didn’t Domesticate Dogs. They Domesticated Us.(Scientists argue that friendly wolves sought out humans.) National Geographic News [March 03, 2013]
  4. 大衛.史龍.威爾森(David Sloan Wilson)著:《演化的力量—達爾文理論綻放出新的光芒》(Evolution for Everyone: How Darwin’s Theory Can Change the Way We Think About Our Lives),臺北市,博雅書屋,2008年,p.171。

延伸閱讀

王陽翎(于非)
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《經濟日報》特約作者、《謎米香港》節目主持人; 鍾情心理學、神經科學,不失人文藝術濃情,無懼世道喧囂煩雜,走自己的路。

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小肥波
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國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

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不能只有你不怕痛!人類也想要啊!

能在地下惡劣環境的非洲鼴鼠近年成為熱門的養生研究對象,主要因為有極低代謝率、身體機能幾乎不退化,也極少罹癌,學者都希望能從中找到令人類更長壽更健康的方法。鼴鼠還有一種特殊身體機能,也非常值得探討:牠們無法感受到由強酸、辣椒素等物質造成的痛覺。

德國 Max Delbrück 分子醫學中心的分子生理學家 Gary Lewin 與來自非洲的專家合作,在最新刊於《科學》的研究中,將裸鼴鼠與另外 8 種相關物種作對比,分析牠們對已稀釋、酸鹼值為 3.5 的鹽酸 (hydrochloric acid) 、辣椒素與異硫氰酸烯丙酯 (allyl isothiocyanate, AITC) 的反應。這三種化合物都是裸鼴鼠天然可接觸,且都會對人類以及其他哺乳類造成灼熱的痛楚,而 AITC 則是山葵刺激性的來源。

有些裸鼴鼠碰到 AITC 並不會有不適感,AITC 就是山葵刺激性的來源! 圖/wikipedia

團隊發現其中三種包括裸鼴鼠 (Heterocephalus glaber) 的鼴鼠對稀釋鹽酸無感覺,更重要是這三種鼴鼠在基因上都明顯有差距,其對強酸造成的痛覺流失有機會是獨立演化出來。裸鼴鼠與納塔爾摩爾鼠 (Cryptomys hottentotus natalensis) 則不會在掌上被注射含辣椒素溶液後出現任何異常行為,其他鼠類均會提起或用舌頭舔腳掌「舒緩」不適。

另外,只有社會高鼹鼠 (Cryptomys hottentotus pretoriae) 不會受 AITC 影響而出現反應。這種鼹鼠與裸鼴鼠一樣會居於地底,但只在南非東岸找到。 Lewin 指這個發現對團隊來說是震撼,因為 AITC 會攻擊胺基酸,破壞身體蛋白質,所以所有其他測試品種在正常情況下都會避免接觸該化合物。

團隊發現其中三種包括裸鼴鼠的鼴鼠對稀釋鹽酸無感覺,更重要是這三種鼴鼠在基因上都明顯有差距。圖/Ore, C.M.D. & et al.(立場新聞提供)

與毒蟻住太久,久住不感其痛?

為了解這些鼴鼠不能感受痛楚的分子機制,團隊抽取所有九種所檢驗的嚙齒目品種的脊髓感覺組織,以及背根神經節 (doral root ganglia) ,並以核糖核酸 (RNA) 排序技術對比這些組織中約 7,000 個基因的活動。背根神經節是位於脊髓後根神經的神經細胞體,能將痛楚訊號傳遞至脊髓。團隊最終發現,其中兩個基因的活動在無痛感鼹鼠被改變,這些基因是控制 TRPA1 與 Nav1.7 離子通道的關鍵,使鼹鼠接收不到痛感。

Lewin 解釋, AITC 與很多刺激物都在鼴鼠主食植物根部中出現,並會激活 TRPA1 離子通道,因此在演化過程中,很多裸鼴鼠相關物種都會減少調控 TRPA1 離子通道,但只有社會高鼹鼠完全能將該「山葵通道」關閉。

Lewin 的團隊也發現到,社會高鼹鼠能完全關閉 TRPA1 是因為牠們有另一種控制 NALCN 泄漏通道的基因被刺激,而這通道的活動改變亦只在社會高鼹鼠出現。當團隊以藥物關閉社會高鼹鼠的 NALCN 通道,社會高鼹鼠即對 AITC 有反應,但藥力在一日後消退,社會高鼹鼠再次不受 AITC 影響。

社會高鼹鼠通常與攻擊性高、會放毒液的納塔爾脊紅蟻 (Myrmicaria natalensis) 做鄰居。當團隊將該些毒液注入九種嚙齒目中,只有社會高鼹鼠無反應;同樣地團隊關閉其 NALCN 通道,社會高鼹鼠則會對毒液感到不適。換言之,在演化過程中社會高鼹鼠從祖先中,獲得 NALCN 高活性基因,以居於不適合其他鼴鼠的棲息地。

無疑這是一個有趣的「環境長期影響演化」例子,更重要是發現可能有助學者研發新型止痛藥,減低現有止痛藥一些成癮副作用。不過,這只是開端罷了!

參考文獻

  1. Ore, C.M.D., Cruikshank, D.P., Protopapa, S. & et al. (2019). Rapid molecular evolution of pain insensitivity in multiple African rodents. Science  31 May 2019: Vol. 364, Issue 6443, pp. 852-859. DOI: 10.1126/science.aau0236

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小肥波
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販賣腦汁維生的蛋散,最愛吃喝玩樂,望有錢從天而降,全人類不須工作。著有《養生大謬誤》。Facebook 專頁