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登革熱研究新突破,中研院發現病毒侵略關鍵是血小板

PanSci_96
・2019/06/29 ・1314字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 604 ・九年級
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登革熱俗稱「天狗熱」,是一種藉由病媒蚊叮咬而感染的急性傳染病,感染登革熱時人體會產生發炎反應,如發燒、頭痛、後眼窩痛、肌肉關節痛、出疹,甚至是器官損傷等症狀。

中研院基因體研究中心謝世良特聘研究員最新研究發現,登革病毒(dengue virus)會刺激血小板產生胞外囊泡(又稱胞外體)1 ,進而攻擊白血球,導致發炎病症。研究團隊據此研發抗體,成功將感染登革病毒的小鼠存活率提升至 90%。研究成果已於 6 月 3 日刊登於國際期刊《自然通訊》(Nature Communications)。

埃及斑蚊是傳播病毒的主要媒介之一。圖/wikimedia

謝世良 2008 年的研究指出,登革病毒侵入體內引發的病症與巨噬細胞表面蛋白質受體 C 型凝集素 CLEC5A 有關,登革病毒入侵人體後,經由 CLEC5A,除了引發體內的細胞激素風暴外,體內也會異常出血。當時研發的抗體將感染登革病毒的小鼠存活率從 0 提升到 50%,但治療效果始終無法再突破。

此次與陽明大學臨床醫學所博士生宋佩珊共同研究,則進一步發現另一個登革病毒侵略的關鍵「血小板上的 C 型凝集素 CLEC2」。

最新研究發現,登革病毒入侵人體後會經由 CLEC2 刺激血小板釋放胞外囊泡,再藉由囊泡攻擊巨噬細胞和嗜中性白血球上的 CLEC5A 與 TLR-2 受體。導致登革出血熱的二種途徑,一為促使巨噬細胞產生更多細胞激素,引發細胞激素風暴2 。二為活化嗜中性白血球,觸發嗜中性白血球胞外捕捉網 (NETs)3 ,損害身體器官,造成自體免疫病症。

登革病毒經由C型凝集素CLEC2刺激血小板釋出胞外囊泡(Extracellular vesicles)。製圖/宋珮珊

由於發現另一條入侵途徑,研究團隊遂在小鼠實驗中,使用 TLR2 抗體同時阻斷 CLEC5A 與 TLR2 訊號。研究發現,此方法不僅有效降低登革病毒引起的細胞激素風暴,小鼠存活率也從 50%提升至 90%。

謝世良表示,此次發現完整登革病毒的入侵途徑、證實 CLEC5A 及 TLR2 在登革病毒引起之發炎反應中扮演重要的調控角色,更發現「胞外囊泡」竟成為登革病毒用來攻擊人體的武器。未來將繼續探究胞外囊泡在感染炎症中的作用機轉,以及自體免疫疾病與組織再生時,胞外囊泡是否為重要的調控因子。

小叮嚀:登革熱疫情延燒,更多關於登革熱的介紹請參考〈登革熱會不會傳染?——三分鐘讓你搞懂登革熱

註解:

  1. 胞外囊泡(extracellular vesicles):細胞排出之物質,過去曾被視為無作用的細胞殘骸。囊泡中包覆著細胞專有的 RNA、蛋白,可以影響其他細胞的生理功能。直徑 100 nm 稱為微囊泡(microvesicles);直徑<100 nm 的稱為胞外體(exosomes)。
  2. 細胞激素風暴(cytokine storm):身體受到病原菌感染後會產生發炎反應,但過度的發炎反應會引發大量細胞激素的產生,導致免疫反應失控,造成器官的損傷及衰竭。
  3. 嗜中性白血球胞外捕捉網(Neutrophil Extracellular Trap, NET):當侵入人體的細菌數量太多,嗜中性白血球無法藉由吞噬細菌來抑制細菌入侵時,會傾全力膨脹細胞核,釋出去氧核糖核酸(DNA)。因 DNA 是帶負電荷黏性很強的物質,奮力一搏便如天羅地網,將細菌一網打盡。
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PanSci_96
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自閉症也能談戀愛?——《非常律師禹英禑》愛情歷程分析
雞湯來了
・2022/08/18 ・3151字 ・閱讀時間約 6 分鐘

  • 文/雞湯來了 蕭子喬
  • 校稿/雞湯來了 陳世芃
  • 製圖/雞湯來了實習生 翁欣容
  • 編輯/雞湯來了 蕭子喬
《非常律師禹英禑》預告片。影/YouTube

「對身心障礙人士來說,光有喜歡的心意,好像是不夠的,只要正常人主張不是,那就不會被視為愛情了。」

——《非常律師禹英禑》禹英禑

韓劇《非常律師禹英禑》掀起一波探討「自閉症」的話題,劇中女主角禹英禑戀情到底走向如何,成為人們敲碗大結局,最心癢難耐之處。究竟,自閉症者日常社交都有些困難了,有可能好好談戀愛嗎?

其實,正如劇中所演出的,自閉症者仍有可能談戀愛,但也許會遇到許多特別的挑戰。

西元 2006 年研究追蹤 58 位自閉症成年人,發現只有 19% 有戀愛關係;另一項 2008 年的研究追蹤 70 位自閉症成年人,發現只有 4% 有「長期戀愛關係」。由此可知,對於自閉症者而言「戀愛關係」獨具的挑戰或特性值得留意。

影/YouTube

自閉症戀愛特別之難處?自閉症對「戀愛」的 2 大影響

「大家通常都活在由自己和別人構成的世界裡,但自閉症者更習慣活在只有自己構成的世界。」

——《非常律師禹英禑》禹英禑
自閉症對戀愛的 2 大影響:情感覺察軟弱、社交技巧固著。圖/雞湯來了

如劇中女主角禹英禑提到,對於自閉症(正式名稱:自閉症類群障礙 Autistic Spectrum Disorder,ASD)者而言,生活中是由自己所構成的世界,人際關係中複雜、隱微的情感變化,及人際社交中的應對方式,都較難覺察或隨時調整。如此一來,戀愛萌芽時,如何發現自己和他人的情感變化,甚至是近一步表露愛意、追求對方,都相較困難。簡單來說,可以分為以下兩大影響:

影/YouTube

影響 1|情感覺察能力較弱

影集中,禹英禑要到律所上班之前,特別複習了爸爸的拍立得表情包,作為踏出家門,迎接上班人際社交的第一步!此外,無論是和爸爸或心儀對象「牽手」更是不容易,有著「最長只能牽 57 秒」的紀錄。

以上現象反映出研究提到的:自閉症者最主要的障礙就是「人際社交」方面的社交障礙,偏好獨處、忽略周遭及缺乏社交自覺。「讀空氣」這類抽象幽微的情感狀態更是相當難覺察或分辨,幾乎無法推測他人「不直接明確表達」出來的內心戲,不易推測他人信念或意圖,也難以解讀非語言線索。眼神接觸、表情與情緒、肢體接觸等都相對困難,也因而較難發展或維持愛情關係。

社交障礙是自閉症最主要的症狀之一。圖/雞湯來了

影響 2|追求與社交技巧固著

劇中禹英禑面對好感對象,時而突然直球逼問,時而突然跑走;甚至在公司門口等對方下班,給對方一串嘗試約會的待辦清單等,看似突兀,或令人傻眼、發笑的行為,都是自閉症者因為人際社交障礙,而出現的狀況。
研究發現,自閉症者常因較難有流暢、彈性的人際社會技巧,面對好感對象,常出現令人感到「突兀」的追求方式,或對於約會、彼此情感狀態,過於自信或過於焦慮。

真實訪談歸納:自閉症戀愛經驗模式

「就算別人說不是,只要我說是愛情,那就是愛情。」

——《非常律師禹英禑》李濬浩
自閉症者戀愛機會是低了些,但仍非不可能!圖/雞湯來了

即使自閉症者歷經較多人際社交上的障礙與挑戰,但只要他們願意努力克服困難,並遇上能夠理解或耐心等待的另一半,仍有機會能談戀愛。如文章一開始國外研究發現,或許自閉症者戀愛機會是低了些,但仍非不可能

國內有研究深度訪談 2 位有過 3 段以上追愛事蹟的自閉症者(15~20 歲一男一女,皆認同自身性向、智力正常、口述表達無障礙、具備情節記憶優勢),發現對於他們而言:愛情的確有其特別困難之處,他們都曾陷入其中(參考上圖),但歷經克服困難,並進一步因為愛情關係讓他們在其中得以緩解 ASD 徵狀。

他們的真實經驗也顯現出劇中禹英禑的特性,腦袋規矩、按部就班,不做多餘浪漫想像,明確直接確認對方心意;當遇到感情難關,他們尊重對方權利,斷捨離乾脆,理性看待優劣情勢,相較他人不受情緒困擾。

影/YouTube

自閉症也有戀愛的權利!3 個祝福禹英禑的做法

身邊有自閉症者的你|看見身邊的禹英禑

  • 理解行為背後原因

自閉症者因為人際社交技巧較弱,難以使用或判別欲拒還迎、揣摩心意的方式互動,容易造成誤判;另一方面,也因行為固著,較難彈性合宜地追求,若出現略顯突兀的追求行為,可以多加理解對方背後的用意或主動詢問原因。

  • 拿掉戲劇美化濾鏡

另一方面,戲劇畢竟不是真實人生,《非常律師禹英禑》在劇中呈現出許多自閉症者的特性,但也有許多因為戲中女主角人設(可愛面孔、潔淨穿著、無害可親的樣子),容易讓我們不自覺為自閉症者真實的多元樣貌、真實而深層的困難套上一層美好浪漫的濾鏡。

延伸閱讀:擊碎偶像劇濾鏡-透視偶像劇中愛情的四大迷思

  • 理解自閉症者的多樣性

更進一步,如劇中提到的「自閉症者也不是都一模一樣」,或許是因戲劇所需張力,女主角所呈現出自閉症狀態與常見真實狀況有所落差。女主角所呈現出的自閉症「行為動作」(如需戴耳機、進門特殊儀式、海苔飯捲用餐固著等),與其在法庭、律所工作上所能展現的人際社交能力(能侃侃而談、流暢詰問等),在自閉症頻譜的程度上有所落差。

我有自閉症傾向|試試禹英禑的坦然

若閱讀此篇文章的你,正好就是自閉症者,或許可以多加留意自己位於自閉症頻譜的哪個位置,在人際互動上,嘗試劇中禹英禑主動讓同事、法庭上他人理解的做法,主動說出自己會有看似不同的哪些行徑,期待大家如何理解或與自己應對,都有機會幫助人際關係相處得更好。

我是家長或教育工作者|看見禹英禑「不一樣」行為,背後「一樣」的愛

雖然自閉症者情感覺察較弱,也常有社交互動技巧固著的現象;但他們有追愛的需求,有自己判斷愛情的能力,也是必須重視的。值得多重視自閉症者的愛情體驗權益,拿掉刻板鏡框,也收起急欲保護的心態,試著多觀察、多從旁協助支持,或近一步研發開設提供符合自閉症者需求的情感教育內容。

圖/雞湯來了

補充影片:

高功能自閉症就是天才嗎?解析《非常律師禹英禑》正確認識自閉症!feat. 黃致豪律師(上)影/YouTube
《非常律師禹英禑》過度美化自閉症?司法心理學律師解析法庭「現實面」!feat. 黃致豪律師(下)。影/YouTube
雞湯來了
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在臺海危機下,淺談戰地醫療
胡中行_96
・2022/08/18 ・4776字 ・閱讀時間約 9 分鐘

「護理人員不該因公殉職。」根據世界衛生組織(World Health Organisation,簡稱WHO)的統計, 2022 年俄烏戰爭開打不到三個月,烏克蘭醫療相關的照護單位、運輸、人員、病患、補給與倉庫,就已經遭受 200 起攻擊,造成 75 死 54 傷。身處戰火中的護理人員[註1] Tetiana Freishyn 說:「空襲警報頻繁作響,永遠不曉得工作何時會被打斷。因為烽火綿延,我們接到許多開放性骨折(傷患)。這與一般腿骨受創大不相同,所以我們必須快速提升技能。」[1] 以俄烏戰爭為鑑,面對臺海政治局勢升溫,現在或許正是認識戰地醫療,有備無患的時機。

2022 年蔡英文總統慰勉海軍陸戰隊陸戰 66 旅。圖/總統府 on Flickr(CC BY 2.0

常見的戰爭外傷

將近九成的戰鬥死亡,發生在抵達醫療院所之前。[2] 戰場上受傷的主要原因,第一是遭受爆裂物波及,其次為槍擊。[3] 2022 年 4 月美軍《醫療期刊》分析戰時最常見的護理任務:傷患到院前,33% 為傷口包紮,35% 是施予非口服鴉片類藥物,而 7% 則為提供K他命。鴉片類藥物通常能有效紓解外傷的疼痛,可是隨著戰爭科技的演進,未來殺傷力更大的迫擊砲等武器,將可能減損其效益。[3]

美國歐洲陸軍野戰醫院。圖/U.S. Army Europe on Flickr(public domain

軍陣醫療分級

軍陣醫療單位依能力分為不同的等級,以美軍為例:

  • 角色一(Role 1)負責傷病預防和急救,其中包括「戰術戰鬥傷患照顧」。[4, 5](詳情請見下一節。)
  • 角色二(Role 2)能處理高級外傷、內科急診和初級手術,具輸血、 X 光等設備以及有限床位。[4, 5]
  • 角色三(Role 3)是可接納各類傷病,並執行專科手術的戰區醫院。[4, 5]
  • 角色四(Role 4)為提供最終治療的海外及美國本土醫院。(其中美國本土的單位,以前稱為角色五。)[4, 5]

臺灣也有類似的編制,稱作「二段三級」。第一段是「部隊衛勤」,包含負責急救的第一級,與涵蓋醫療站和外島野戰醫院的第二級;而第二段為「地區醫療」,即由三軍總醫院和其他國軍醫院組成的第三級[6, 7]

美國特殊兩棲偵察部隊練習戰術戰鬥傷患照顧。圖/the U.S. Official Navy Page on Flickr(CC BY 2.0

戰術戰鬥傷患照顧

美軍於 1996 年建立了「戰術戰鬥傷患照顧」(Tactical Combat Casualty Care,簡稱 TCCC )的概念,目前陸軍官網開放免費下載第五版教學手冊。[2] 臺灣的民間團體翻譯了繁體中文摘要,有興趣的讀者可以參考看看。[8] 原版手冊中,從加壓止血和如何預防失溫等簡單的護理常識,到放置鼻咽呼吸道、氣胸針刺減壓,這類較為困難的技術都有介紹。儘管戰場上的檢傷分類是以戰術情形、負責任務與可用資源為考量; TCCC 原則上,要求情況嚴重的傷患,首先被撤離戰場。[2] 臺灣的國軍基本上也採用 TCCC,但《國防安全週報》第 79 期和 2018 年第 4 季的《陸軍後勤季刊》卻都強調,救援時必須以有戰力之官兵為優先。[9, 10]

TCCC 將傷患救護分為三個階段:

  • 第一階段交火時的照顧」:精準地向敵方回擊,以降低我方死傷,並用止血帶防止傷患大量失血。[2]尤其是傷患過多或傷到主要動脈時,使用止血帶會比加壓止血法實際。[11]
  • 第二階段戰術戰場照顧」:當敵軍不再有效攻擊,則可將傷患移動至有掩護的地方,並由醫護人員接手。[2]有別於一般基本救命術(basic life support,縮寫 BLS)的步驟,[註2]這裡採用的急救順序口訣是 MARCH,分別代表:[2, 10]
M預防大量失血(massive hemorrhage)
A暢通呼吸道(airway)
R維護胸腔壓力來確保呼吸(respiration)
C輸注液體進入循環(circulation)系統
H檢查頭部創傷/避免失溫(head injury/ hypothermia)

值得注意的是,遇到精神狀態改變的傷患,應立刻去除其武裝再開始救治;還有心肺復甦術不得在交戰區域內執行,[2] 也不可以影響到任務或其他的救援。[12]

  • 第三階段戰術撤退照顧」:將傷患運輸至他處。[2]
止血帶的使用方法。圖/臺灣備戰自訓手冊編輯委員會CC BY 4.0
沒有止血帶的時候,用三角巾或布條打活結,插入棒子,再打活結,然後扭緊並固定。來源/Pro Trainings Europe Ltd on YouTube

野戰醫院裡的心肺復甦術

在臺灣上過國防教育(昔為軍訓、護理)課程,或是當過兵的人,應該都對心肺復甦術(cardiopulmonary resuscitation,簡稱CPR)不陌生。理想的 CPR 是以每分鐘 100 到 120 下的速度按壓胸部,深度約 5 至 6 公分;而胸部按壓與人工呼吸的比例應為 30:2[13] 問題是在實作時,病患所躺的平面,會影響按壓的精準度。2019 年《澳洲輔助醫療期刊》的瑞典論文,比較專業醫護人員在野戰醫院的地板、軍床(72 公分高)和軍用擔架(84 公分高)上做 CPR 的差別。研究發現後二者的硬度雖然足夠,但高度會導致表現失準。因此,在地板上做 CPR 效果最好[13]

在地板上做CPR,胸部按壓效果最好。圖/Martin Splitt on Unsplash

戰爭中的平民醫療

在戰爭中,理論上政府單位、軍方設施和人道救援組織,都可能會為平民提供醫療服務。[14] 不過,平民實際上能獲得的外傷照護,其實相當不足。過去人道救援組織介入時,為發揮有限資源的最大功效,經常容忍較高的死亡率。國家也可能會把救援傷兵,排在第一順位;而平民則必須仰賴家人,自食其力。[14] 2016 至 2017 年摩蘇爾戰役期間,WHO 於伊拉克首度建立平民傷患的轉介醫治管道(見下圖)[14, 15] 貫串運送與急救、野戰醫院,到普通醫院的整個流程。[15] 美國醫師還在 2018 年的《外科年鑑》上,為該創舉設計了一套改進的系統性架構。[14] 然而 2021 年《衝突與健康》期刊的一篇論文,質疑基於資源整合的困難,摩蘇爾模式未必能於其他戰場重現。[15]

摩蘇爾戰役中,救援平民傷患的管道。圖/參考資料 15,Figure 1(CC BY 4.0

2022 年俄烏戰爭期間,曾在摩蘇爾、阿富汗等戰役中參與人道工作的 Johan von Schreeb 醫師,受 WHO 邀請去烏克蘭協調國際醫療援助。[註3] 他發現即便烏克蘭原有完善的醫療系統,相關從業人員並不習慣處理戰時的外傷類型。於是,他的團隊為上百人開設工作坊和線上研討會,並引進骨科整形醫師與在地醫護合作。[16] 當然一般人無法臨時惡補專業醫療知識,但是若熟悉基本救命術和簡單的外傷急救,在戰亂中多少能提高傷患活著抵達醫院的機率更何況這些技巧也適用於承平時期的意外事故。因此,有興趣的臺灣民眾不妨現在就報名坊間的急救訓練,才能面對危機,處變不驚。

2022 年俄烏戰爭爆發後,烏克蘭平民在地下室學習急救技巧。來源:Forbes Breaking News on YouTube

補充資料

全民國防手冊

內政部警政署防空疏散避難專區

臺灣備戰自訓手冊編輯委員會

臺灣民團協會

(影片)台灣若開戰!我沒有槍怎麼辦?那就能救一個是一個!軍警及危險工作人員更應配給!俄羅斯烏克蘭的戰爭借鏡|止血帶|生存學習 EP8 by JOBY on YouTube

(歡迎讀者留言提供更多資訊,謝謝。)

備註

  1. 世界衛生組織的報導稱 Tetiana Freishyn 為「nurse」,[1] 從內容看不出她是護理師,還是護士。
  2. 各國的基本救命術口訣,好像差很多,不過實際動作大同小異。臺灣流行「叫叫CABD」或「叫叫壓電」,步驟是檢查環境安全、確認病患意識;呼救、打 119 、取得 AED ;心臟按壓;暢通呼吸道;人工呼吸;以及電擊除顫。[17] 而澳洲政府公告的版本為「DRSABCD」代表注意環境是否危險(danger)、試探患者有無反應(response)、派人撥打 000 求助(send for help)、暢通呼吸道(airway)、觀察有沒有呼吸(breathing)、心肺復甦術(CPR)和用 AED 去顫(defibrillation)。[18]
  3. WHO 的新聞稿沒有明確定義 Johan von Schreeb 醫師負責的創傷救治管道(trauma pathway),是否僅服務一般民眾,但是提及的醫護不像是有軍職,否則不會不擅處理戰爭外傷,而且他們救助的對象還包含兒童。[16]

參考資料

  1. “We risk dying when going to work” – Ukrainian nurse shares her message on Nurses’ Day (World Health Organization, 12 MAY 2022)
  2. Pappal MF, Jean RS, Engle W, Fruendt JC. (2017) ‘Tactical Combat Casualty Care Handbook, Version 5’. Center for Army Lessons Learned.
  3. Wilson KE, Vasek M, VanFosson CA, et al. (2022) ‘An Assessment of Nursing Skills Required for Sustaining a Casualty during Prolonged Casualty Care: Implications for Training and Preparing for the Next Major War’. The Medical Journal.
  4. Knight RM, Moore CH, Silverman MB. (2020) ‘Time to Update Army Medical Doctrine’. Military Medicine, 185, 9-10, pp. e1343–e1346.
  5. Cubano MA & Butler FK. (2018) ‘Emergency War Surgery 5th Edition’. Borden Institute.
  6. 國軍衛生勤務規則(全國法規資料庫,accessed on 12 AUG 2022)
  7. 【社論】厚植軍陣醫學 整合醫衛戰力(青年日報,2020年9月10日)
  8. TCCC(台灣備戰自訓手冊編輯委員會,accessed on 13 AUG 2022)
  9. 國防安全週報 第79期(國防安全研究院,2019年12月27日)
  10. 國軍戰術戰傷發展與精進作法探討研析(陸軍後勤季刊,2018年11月)
  11. Pilgrim CHC. (2019) ‘An Overview of the Key Elements Required for Haemostasis Following Military Trauma from the Point of Injury to Definitive care’. Journal of Military and Veterans’ Health, 27, 2, pp. 82-90.
  12. Harold R. Montgomery. (2017) ‘Tactical Combat Casualty Care Quick Reference Guide First edition’. The Committee on TCCC.
  13. Abelsson A & Lundberg A. (2019) ‘CPR performed in battlefield emergency care.’ Australian Journal of Paramedicine, 16.
  14. Garber K, Stewart BT, Burkle F, et al. (2018) ‘A Framework for a Battlefield Trauma System for Civilians’. Annals of Surgery, 268, 1, pp. 30-31.
  15. Garber K, Kushner AL, Wren SM, et al. (2020) ‘Applying trauma systems concepts to humanitarian battlefield care: a qualitative analysis of the Mosul trauma pathway’. Conflict and Health, 14, 5.
  16. The importance of mass casualty training in the context of the war in Ukraine: an interview with Professor Johan von Schreeb (World Health Organization, 17 MAY 2022)
  17. 【大家不可不會的CPR-民眾版成人心肺復甦術】(內政部消防署,2022年6月24日)
  18. First aid basics (Healthdirect Australia by Australian Government, 2021)
胡中行_96
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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)。臉書:荒誕遊牧。

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為什麼恐龍可以長得這~麼大,這合理嗎?牠們的食量又會有多驚人?──《 誰讓恐龍有了羽毛? 》
臉譜出版_96
・2022/08/18 ・3998字 ・閱讀時間約 8 分鐘

古生物學的意義是?一窺打破規則的物種!

經常有人問我「到底為什麼要學古生物學?」我通常會碎念一些關於生命起源和演化的事,以及對生命歷史和地球環境這類更廣泛的文化理解。

然而,一個關鍵原因是有些古老生物打破了所有規則。

生物學家說,大象的體形是陸地動物中的極限,再長太多肉反而會把自己壓垮,或是在氣候變遷時餓死。

Elephant, Trunk, Tusks, Forest, Jungle, Pachyderm
既然大象是體型的極限,那恐龍究竟是如何生存下來的?。圖/sasint

然而,恐龍,尤其是蜥腳類這群恐龍,就成了一個絕佳的例子,說明不可能的事情如何成真——我們不能說在侏羅紀時代的重力比較小,或是牠們一輩子都待在水裡(儘管有些瘋子真的提出這些主張)。

那麼,到底要如何解釋這些大到令人難以置信的巨大蜥腳類的存在?

這個馬丁.桑德當初產生的疑問,在今日許多古生物學家的共同努力下已經得到解答。

他有一個了不起的想法,而且他為一項二〇〇四~二〇一五年的長期研究計畫,募集到五百萬歐元的資金,這可能是每個學童都夢寐以求的計畫——他的計畫名稱是「蜥腳類恐龍的生物學:巨獸的演化」(Biology of the sauropod dinosaurs: the evolution of gigantism)。

桑德招募了二十多名研究人員,不僅有古生物學家,還包括營養專家、植物學家和動物園管理員。他想要一勞永逸地解決蜥臀類恐龍之所以如此龐大的原因。

古生物學家盯上體型最巨大的恐龍:高胸腕龍

他心中早就鎖定最大的恐龍,即在坦尚尼亞、東非和美國中西部晚侏羅世地層中的腕龍(下圖)。牠的骨架相當驚人,有 26 公尺長,相當於兩輛從頭量到尾的普通馬車,牠的頭拔地而起,有 9 公尺高,相當於是 3 層樓的高度。

與其他蜥臀類恐龍不同的是,腕龍有超長的前腿,會將身體的前半部分墊高,有點像是長頸鹿,頸部的椎骨顯示頸部的自然位置大約呈 45 度角,這與梁龍和圓頂龍等其他蜥臀類恐龍不同,牠們的頸部是保持水平的。

所以,桑德的研究重點是弄清楚這些 40~50 公噸重的巨獸是如何運作的。

如果用大象的食量來推估,恐龍需要吃下多少東西?

二〇一一年,我前去波昂參加了其中一場國際聯合會,聽到讓我很感興趣的報告,其中有一個是人體生理實驗,一群美國教授招募學生進行一系列奇怪的飲食計畫,比方說一個月只吃漢堡或萵苣(這類實驗在今天可能不會獲得允許),還有一個是負責測量大象和其他野獸攝食和排泄的動物園管理員。

動物園管理員報告,大象每天必須吃掉多達 270 公斤的草料。

正如桑德所點出的,若蜥腳類恐龍的生理機能與現代大象相同,牠們對食物的需求將會是現代大象的 10 倍,即 2.7 公噸。

人類只需要一個大盤子,就可以解決一餐,那麼恐龍呢?圖/Pixabay

那是一堆和客車一樣大的樹葉。此外,動物園飼養員注意到,他們的大象每天將這 270 公斤的植物性食物變成 70 公斤的糞便——那可以裝滿幾十輛手推車。

桑德想知道中生代的蜥腳類恐龍會食用哪些植物,以及蜥腳類的生理與大象有何不同。當然,牠們的骨組織學已經顯示出牠們是溫血動物,但這類恐龍的體形巨大,足足有 50 公噸左右,若是牠們的攝食率跟大象一樣,攝取的食物可能還不夠填滿牠們超長的脖子。

破解恐龍「長得大,卻吃得少」的秘密!

因此,他將我們對恐龍,特別是蜥腳類恐龍的認識彙整起來,畫出一張認識牠們生長祕密的概述——這張圖顯示出蜥腳類這種有史以來最大的動物究竟是如何達成這項不可能的任務。

集種種特徵於一身!蜥腳類恐龍為甚麼可以長得這麼大?圖/臉譜出版

這是透過一套組合達成的:生下許多後代、小型蛋、沒有親代照顧;頭小、不咀嚼、類似鳥的肺——這在吸收氧氣上比爬行類和哺乳類更有效率。這些特徵讓蜥腳類恐龍能夠以最少的食物攝取量長成巨大的體形——食量可能與大象差不多,甚至更少,但體形大出十倍。

牠們藉由龐大的身軀來穩定體溫,而不如大象和人類那樣,透過大量進食和一套複雜的內部加熱系統。牠們產下小型的蛋後就一走了之,不像大象和人類會投入大量時間和精力照顧一兩個嬰兒,耗盡母親的儲備食物。

桑德的網狀圖非常有說服力地解釋了這一切——這就是蜥腳類之所以能擺脫大象以及哺乳類體形限制的原因。

除了大恐龍,也有「侏儒」恐龍

在恐龍的世界裡,不僅有三層樓高的腕龍,也有小到可以當寵物的小型恐龍。圖/wikipedia

既然都達到這樣巨大的體形,為什麼後來恐龍又變小了?

獸腳類中的手盜龍這一分支的體形變得愈來愈小,並長出長臂來適應樹棲以及最終的飛行模式(見《 誰讓恐龍有了羽毛? 》第四章和第八章)。牠們在樹上跳來跳去的新生活方式可以解釋為何恐龍會轉變成小體形。

在各地,有一些恐龍因為生活在島嶼上而體形變得很小。最著名的是特蘭西瓦尼亞(Transylvania)的侏儒恐龍——這地名聽起來像是電影裡才有的地方,但在現實生活中真有其地。

這些侏儒恐龍確實生活在過去羅馬尼亞人稱為特蘭西瓦尼亞的這個角落,牠們最初是由法蘭茲.諾普薩男爵(Baron Franz Nopcsa)所描述的,他是當時(十九世紀末)奧匈帝國一位落魄的貴族。

特蘭西瓦尼亞(Transylvania)這種侏儒恐龍,最初是由法蘭茲.諾普薩男爵(Baron Franz Nopcsa)所描述的。圖/臉譜出版

我第一次前去羅馬尼亞研究是在一九九三年,就在這個國家以武力抗爭推翻了親蘇政府的四年後——我看到布加勒斯特大學的一些建築物上的彈孔。

Discovery 頻道當時很想拍攝關於諾普薩的節目,主要是因為他的人生相當豐富——他不僅是一位貴族,還是一名同性戀,帶著他忠實的祕書兼情人巴哈茲德.多達(Bajazid Doda)一起遊歷歐洲。

諾普薩會說多種語言,並在英國、法國和德國的研討會上談論他的恐龍研究,但是得出售他的化石收藏,才有辦法維持財務。

他在一次世界大戰期擔任雙面間諜,遊走在奧匈帝國和英國之間,還與阿爾巴尼亞的游擊隊合作,並自願擔任阿爾巴尼亞的國王。最終,在貧困和絕望中,他在一九三三年舉槍射殺了多達和他自己。

這樣的人生對一部三十分鐘的影片來說綽綽有餘,但是我還是堅持認為我們需要加入一些科學,而且侏儒恐龍確實具有重要的生物學意義。

諾普薩是第一個提到特蘭西瓦尼亞恐龍是侏儒的人,那是在一九一二年於維也納召開的一次會議上。他觀察到特蘭西瓦尼亞恐龍的體長很少超過四公尺,而當中最大的蜥臀類恐龍,後來命名為馬扎爾龍(Magyarosaurus dacus),體長僅有六公尺,但牠們在其他地方的親戚物種都有十五~二十公尺長。

尋找恐龍「侏儒化」的原因

在發表論文後的討論中,奧地利傑出的古生物學家奧特尼奧.阿貝爾(Othenio Abel)也同意他的看法,並表示這種現象與冰河時代生活在地中海島嶼上的大象、河馬和鹿的侏儒化(dwarfing)類似。

就這樣,諾普薩和阿貝爾兩人搞定了這件事。有許多演化論點來解釋這種現象,但很明顯地主要是因為島嶼所能夠支持的物種較少,與大陸生態系相比,要精簡許多。

因此,隨著物種數量、食物和活動範圍的減少,動物會發展出適應這類環境的體形、飲食和習慣,所以大型動物必須變得更小。

在晚近的一百萬年間,在馬耳他、西西里島和薩丁島等地中海島嶼上的侏儒象,其肩高只有五十公分到一公尺,而今天的成年大象的肩高可達到四~五公尺。

顯然,大象、河馬和其他非洲哺乳類必定是在地中海海平面比今天低很多的時候過海來到這些島嶼,因為那時的海水還冰封在巨大的北方冰帽中。

特蘭西瓦尼亞的侏儒化恐龍生活在哈采格(Haţeg)島上,這座島的長度在一百~兩百公里之間,是晚白堊世的幾座大島之一,當時海平面非常高,淹沒了歐洲南部大部分的地區。

歐洲在白堊紀晚期的海平面非常的高。圖/臉譜出版

針對蜥腳類的馬扎爾龍(Magyarosaurus)和鳥腳類的沼澤龍(Telmatosaurus)和查摩西斯龍(Zalmoxes)這三種侏儒化恐龍的骨骼進行組織學研究,發現牠們都處於成年,而不是幼年。但牠們的體長僅有那些牠們生活在歐洲和北美大陸近親的三分之一到二分之一。

牠們不僅體形縮小,而且不知何故似乎是較為「原始的」恐龍,比在大陸上親緣關係最近的種類要原始個兩三千萬年。據推測,牠們的祖先已經在沿海地帶定居,隨著海平面上升而切斷各族群間的聯繫。

然後,當牠們在大陸地區的近親繼續演化之際,島嶼型的恐龍在複雜度較低的生態系中繼續過著一樣的生活,可能也沒有遭受到同樣的競爭壓力。

因此,除了這些罕見的島嶼型恐龍外,大多數恐龍在演化過程中都變得愈來愈大。有趣的是,恐龍表現出與哺乳類相同的適應能力,當小體形具有演化優勢時,牠們可能會變小。

——本文摘自《誰讓恐龍有了羽毛? 》,2022 年 7 月,臉譜出版

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