網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

12
3

文字

分享

0
12
3

那些不小心被科學家玩來玩去的動物們!搞笑諾貝爾獎動物特輯

U 編_96
・2020/09/14 ・3057字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 470 ・五年級
口以不要玩窩們嗎 (๑•́ ₃ •̀๑)。圖 / Pexels

第 30 次第一屆搞笑諾貝爾獎 (Ig Nobel Prize) ,即將在臺灣時間 9 月 18 日上午登場!而這個年年有新梗、處處有新意的頒獎典禮,總是讓大家驚喜不已。俗話說:「認真的科學家最搞笑」(誤),回顧典禮過去 29 年的歷史,可以發現不少獲獎的研究都和動物有關,那些年不小心被科學家玩來玩去的動物,到底有哪些呢?就讓我們一起來看看吧!

袋熊能自產自銷布朗尼?!才不!是方形便便!

首先登場的動物好朋朋就是「袋熊」啦!這個圓呼呼、毛茸茸的動物,可是有拉出立方體便便(號稱布朗尼激似款)的技能哦!不過袋熊到底是怎麼做到的呢?方形便便對袋熊來說又有什麼特殊的意義?

袋熊
這是袋熊本人。圖 / JJ Harrison (jjharrison89@facebook.com) – Own work, CC BY-SA 3.0Link

為了找出布朗尼方形便便的身世之謎,科學家把袋熊送去照 CT (電腦斷層)。他們原先假設袋熊的肛門是方的。不照還好,一照不得了,袋熊的肛門不折不扣是圓的啊……

不氣餒的他們又提出另一個假設:「袋熊的腸子是方的!」。

研究團隊解剖了被路殺的袋熊,將腸子從頭到尾檢查了一次,發現袋熊便便從腸道頭的一團鬆軟,到了腸道末端才逐漸變硬、變方。而腸道組織切片的結果指出,袋熊的腸道肌肉發育不均勻,不同位置的組織厚度有差異,這也造成便便通過腸道各處時擠壓力量相異,才導致袋熊的便便呈立方體之態。不僅如此,研究團隊還發現,袋熊會把眾多便便堆高高,放在岩石或倒木上,用來宣示主權、和異性打招呼。

而打破我們與袋熊便便距離的科學家們,就是 2019 年搞笑諾貝爾物理獎得主──楊佩良 (Patricia Yang) 與胡立德 (David Hu) 的團隊,一起來看看他們的研究吧!

你學我,我學你,黑猩猩與人類的模仿大賽!

第二個被玩(?!)的動物就是黑猩猩啦! 2018 年搞笑諾貝爾人類學獎得主是來自瑞典的 Tomas Persson 博士與他的團隊,他們發現黑猩猩和人類不但會你學我、我學你,而且相互模仿的比率相近;更重要的是,黑猩猩的模仿行為可能還具有社交功能哦!

模仿行為很重要嗎?對,就是很重要!

模仿 (imitation) 在人類演化的過程中具有重要的意義,代表著認知 (cognitive) 與社交溝通 (social-communicative),也因為有模仿的能力,讓我們在小時候能學會說話,或是透過肢體動作來表達自己,和其他人建立關係。然而,研究團隊雖然觀察到了不少黑猩猩的模仿行為,但具不具有社交功能又是另一回事了,為了回答這個問題,他們開始在動物園內進行秘密觀察……

富魯維克動物園的黑猩猩。圖/Udo Schröter@Flickr

觀察對象是 5 隻黑猩猩,只要牠們透過玻璃和遊客近距離互動,研究人員就會記錄下來。歷經 52 小時的觀察馬拉松後,總共記錄到 354 組跨物種間的互動,而從模仿對方動作的比例來看,不論是遊客模仿黑猩猩,還是黑猩猩模仿遊客,大多落在 10%。

有趣的是,如果人類做出黑猩猩的本能行為,像是抓癢、打哈欠,牠們大多不以為意;只有出現像是拍手啊、以唇貼上玻璃窗啊,或是用手敲玻璃啊,這種雙方都能做出來的非本能動作時,才比較容易出現模仿行為,而這可能就是為了社交而做的動作。

想看真實版的《侏儸紀公園》?替雞裝上尾巴就行!

如果想看恐龍走路,除了跟著哆啦A夢和大雄搭上時光機回到過去外,還有沒有其他更實際可行的方法呢? 2015 年搞笑諾貝爾生物學獎得主─ Bruno Grossi 和他的團隊突發奇想,在雞的身上固定一個假尾巴來模擬恐龍行走。

這樣也行?您在跟我說笑嗎?

這個看似荒唐又搞笑的研究,可是超級無敵認真的唷!目前學界普遍認為,鳥類從獸腳類恐龍的祖先演化而來,漸漸演化出不同的形態與特徵,雖然大多數的鳥類已經和獸腳類恐龍差距很大,但從腳、羽毛,以及中空又堅固的骨骼這三個特徵來談,兩者還是非常相像的。

萬事俱備,只欠東風,拿雞來模擬恐龍走路,還缺少一個重要元素──長長的尾巴。研究團隊發現,當雞有了假尾巴,牠們的行走方式和站立姿勢會產生變化:股骨和膝蓋的位置和一般的雞不一樣,運動方式則從「膝蓋驅動模式」變成「臀部驅動模式」。

研究一的三組雞,控制組(C)、加上鉛塊的雞(CW)和用黏土固定假尾巴的實驗組(E)。圖 / Grossi B, et al. PLoS One. 2014 Feb 5;9(2):e88458.

為了證明雞不是因為增重而改變運動方式,研究團隊再幫雞朋朋們穿上鉛衣,這些鉛塊的位置更接近牠們的身體重心,如果雞因為重量而改變運動方式,那研究真的就是來搞笑的(大誤)。

幸好,皇天不負苦心人。實驗結果發現,即使加上了鉛塊、改變重心位置,裝上尾巴的雞並不會改變運動方式,也得出了恐龍演化成鳥類,可能就是從臀部驅動演化為膝蓋驅動這樣的結論。

貓主子一直敲鍵盤怎麼辦?只好寫個軟體阻止他!

你常被家中貓主子的調皮搗蛋(牠本人應該不這麼認為)搞到崩潰嗎?任性的貓咪一旦接近電腦,你是否感到背脊發涼,深怕下一秒電腦裡的資料就要登上西天了呢?嘿嘿,不用擔心,有人幫你想好了!

再賣無辜啊! 圖 / sethness

2000 年搞笑諾貝爾電腦科學獎的得主 Chris Niswander,就發明了電腦軟體──「貓咪剋星」(PawSense),用來阻止這種憾事發生。這套軟體能藉由分析打字的時間長度與組合,來分辨此時打字的是你飛快的雙手,還是貓咪隨興的踏踏;如果發現是貓在作怪,電腦就會發出震耳欲聾的打擊樂,或是其他貓咪不喜歡的音樂。

萬一貓咪耳朵不好使,又該怎麼辦呢?

軟體還有另一種機制能對付聽力不怎麼好的貓咪,那就是要求使用者在鍵盤上輸入 “human” 才能繼續使用電腦。可想而知喵主子只會打出一串亂碼,想破解?門都沒有!

所以我說不要玩動物辣!圖 / 梗圖產生器

除了上述這些和動物有關,「乍看令人發笑,後又引人深思」的研究外,其實還有許多和動物好朋朋脫離不了關聯的有趣研究,像是狗狗指北針白馬不怕馬蠅哺乳類動物的尿尿時間大概是 21 秒等等,而泛科學也有替大家整理搞笑諾貝爾獎特輯,有興趣的科夥伴們也可以點進連結查看唷!如果你和我們一樣,十分期待今年的搞笑諾貝爾獎,那就不要錯過泛科學在典禮當天的文字報導,歡迎大家持續追蹤相關資訊!

文章難易度
U 編_96
3 篇文章 ・ 10 位粉絲
之前是泛科的社群編輯,現在是影音企劃。讀了科學教育卻沒修教程,也沒當老師;興趣是畫畫,夢想是邊畫畫邊環遊世界。


0

13
5

文字

分享

0
13
5

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

文章難易度
科技魅癮_96
22 篇文章 ・ 160 位粉絲
《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》