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溫馴海龜是生物界活化石 和恐龍同時期

人間福報_96
・2012/07/11 ・1711字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 536 ・七年級

文/羅智華

位於南美的厄瓜多加拉巴哥斯國家公園,之前在官網上宣布,國際知名的百歲象龜「寂寞喬治」被國家公園人員發現牠氣絕身亡,正式與大家告別,消息傳出後,不但令人感到遺憾,世界上物種也因此少了一種。而「寂寞喬治」的死訊,也讓人再度重視生態物種的保育議題。

圖片來源:維基百科(http://0rz.tw/1FXxB)

長年以來,台灣習俗普遍認為烏龜有象徵長壽的吉祥之意,因此民間信仰中,我們常可看到長輩或宮廟常用紅龜粿、麵龜來祭拜神明、討吉利。事實上,龜不只長壽,更是生物界中的「活化石」!

研究爬蟲生態長達二十年、台灣海洋大學海洋生物研究所教授程一駿以海龜為例,最早出現的年代可追溯至 2 億年前的三迭紀,幾乎和恐龍同時出現在地球上,但相較恐龍的大滅絕,個性溫馴的牠們卻是直到現在都還活得好好的。

程一駿表示,海龜由淡水龜演化而來,雖然牠們無法像水龜那樣可以將四肢與頭部自由縮進龜殼,成為名副其實的「縮頭烏龜」,但海龜卻是海中的「游泳高手」,游泳時速甚至不輸給小型漁船。程一駿解釋,這是因為海龜的前鰭比較長,揮動起來就如同船槳一樣,有利於撥動海水,讓牠們可以在大海中自在優游。

有趣的是,雖然海龜和淡水龜外型有所不同,但海龜仍保留淡水龜上岸產卵的習性;程一駿說,對成年海龜而言,「傳宗接代」是一件耗費體力的事,要從汪洋大海返回陸上出生地進行交配與繁殖更是一段漫長旅行,每到夏天的繁殖季節,海龜總要趁著半夜、奮力從遼闊海洋中一步一腳印爬到陸地沙灘上產卵、藉此完成繁衍下一代的重要使命。

多產的海龜平均一次可產下三十幾顆、甚至兩百顆的卵。這些卵經過五十天的孵化期後,就能看到一隻隻小海龜破卵而出、慢慢游回大海;剛孵化出的小海龜以浮游生物為主食,逐漸長大後會改吃大型藻類與海草。

程一駿有感而發表示,每顆卵都代表一個個可能孵化成功的小生命,早年台灣沿海與離島沙灘上,經常可看到海龜上岸產卵。但隨著人類的捕殺與棲地遭汙染,經年累月下來,已經讓產卵海龜的數量大不如前,像是早年有民眾會撿拾龜卵變賣,導致海龜生態遭破壞。

海洋汙染嚴重 保育海龜刻不容緩

「四面環海的台灣,也能看到海龜蹤跡,」程一駿表示,研究顯示,台灣海域可以看到綠蠵龜、赤蠵龜、欖蠵龜、玳瑁、革龜等五種海龜出沒。在這五種海龜中,只有綠蠵龜和赤蠵龜曾被發現有上岸產卵的記錄。

以普羅大眾最熟知的綠蠵龜來說,就是目前所有海龜中數量最多的種類之一,估計全球目前大約有 20 萬隻以上。程一駿表示,綠蠵龜又稱為綠海龜,中文俗名則有菜龜或石龜之稱;主要分布於熱帶至亞熱帶的海域中。以台灣來說,澎湖海域與小琉球海域都可看見牠們的身影。

然而,儘管海龜個性溫馴、模樣可愛,但一年比一年嚴重的海洋汙染卻成為威脅海龜生存的最大殺手。像是家庭與工業廢水流至海洋,導致重金屬汙染,會讓海龜的皮膚潰爛,以及面臨寄生蟲威脅。此外,海洋垃圾與人為干擾也是影響海龜生態的主因,曾有環保團體在死亡的海龜體內發現寶特瓶瓶蓋、塑膠袋等垃圾,而過去還有民眾為了與海龜合照,把已經好不容易爬回海中的綠蠵龜「抱回來」,讓保育人士看了不禁搖頭嘆氣。

「除了鯊魚外,人類可說是海龜最大天敵,」程一駿語重心長地表示,我們的生態保育意識須要更上層樓,除了要減少對海洋環境的汙染外,也要避免對海龜形成人為干擾、影響牠們上岸排卵。像是農委會從民國八十一年起就開始投入海龜研究與保育工作,並進一步將綠蠵龜重要的產卵棲地—澎湖縣望安島規畫為保護區,就是希望保護珍貴的自然生態,避免海龜和牠們的老朋友「恐龍」一樣走入歷史,讓海龜可以世世代代都在大海中快樂優游。

綠蠵龜小檔案 Chelonia mydas(Linnaeus, 1758)

綠蠵龜又稱為綠海龜或海龜,英文俗名為 green turtle,中文俗名則有菜龜或石龜之稱。屬於爬蟲綱,無弓亞綱,龜鱉目,隱頸亞目,硬殼龜科,海龜屬動物。綠蠵龜主要分布於熱帶至亞熱帶的海域中,目前全球數量大約有 20 萬隻以上。

 

● 深度閱讀

書名:台灣我的家—棲地
作者:吳立萍等
出版社:秋雨文化
出版日期:2004 年 12 月 30 日

書名:綠蠵龜
作者:程一駿
出版社:晨星
出版日期:2010 年 10 月 11 日

原文發表於人間福報 [2012-07-06]

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人間福報_96
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人間福報每周五與你一起《遇見科學》


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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