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過敏的人兒有長長的睫毛?關於睫毛の奇妙研究

miss9_96
・2020/10/14 ・2281字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 567 ・九年級

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長年來,醫學界流傳著「過敏兒,擁有更長的睫毛」的傳說。如今,科學家終於證實了⋯⋯ [1]

過敏的人兒有長長的睫毛?

過敏兒の纖長睫毛

早在 1977 年,就有醫師發現,「長長的睫毛」似乎是過敏兒的表徵 [2][註1]。直至近年,印度科學家徵招了一群志願者,來了解此都市傳說,是真是假?

科學家找了約 80 名過敏體質和約 170 名無過敏體質的兒童、青少年;他們的性別、年齡之間已進行遴選,可互相對照。過敏體質者被診斷為常年性過敏性鼻炎,歸因於屋內塵蟎。結果如下表 1 :

睫毛長度(毫米/mm)
過敏組對照組 (無過敏)p值
男孩9.26 ± 1.18.44 ± 1.80.005
女孩8.97 ± 1.47.9 ± 1.50.0261
表1:不同性別的過敏和控制組兒童,睫毛長度之比較

觀察表 1 可知,不分男女,過敏孩童的睫毛,明顯比非過敏對照組的睫毛更長 [註2]

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猜猜看,纖長睫毛的原因

過敏兒擁有更纖長的睫毛,原因尚無定論。推測可能和前列腺素 (prostaglandins) 有關 [1]前列腺素已被證明,能將毛囊從休止期轉變為生長期;甚至在2009年,美國食品藥物監督管理局 (Food and Drug Administration /FDA) 批准用前列腺素藥物治療睫毛毛髮過少的患者 [3]。而過敏性鼻炎患者的鼻黏膜中,存在大量的肥大細胞,可釋放組織胺 (histamine) ,前列腺素和白三烯 (leukotrienes) 等激素 [1],可能會刺激睫毛毛囊重新回到生長期,讓過敏兒擁有纖長的眼睫毛(亂想:那禿髮的症狀也可以用前列腺素藥物治療嗎?)。

長長的睫毛令人覺得更美。But,睫毛和眼睛之間,似乎有個「完美比例」。咦,多少呢? [4-7]

睫毛和眼睛的最佳比例?

睫毛能阻擋外來物侵入眼睛、降低淚水蒸發的能力。而搞笑諾貝爾獎得主—胡立德 (David L. Hu) 團隊發現 [註3],哺乳動物的睫毛長度 (L) 、眼睛寬度的比例 (W) ,似乎呈現線性關係;此比例大約是 0.34 (L/W= 0.34) 。

咦,為什麼?

不同哺乳動物眼睛寬度和睫毛長度的比例。圖/ref_6

睫毛越長保護力越好嗎?

以假睫毛模擬不同長度對阻擋外來物、降低蒸發的能力,結果如何呢?

胡立德團隊利用人造睫毛、風洞、電腦模擬,量測睫毛對減緩水分蒸發、阻擋灰塵的保護能力,結構如下圖。

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左、中圖:哺乳動物的眼睛和睫毛。右圖:電腦模擬之人造睫毛。圖/ref_6
上圖:風洞實驗設計。下圖:利用螢光水滴,模擬人造睫毛阻擋外來入滴入眼睛的實驗示意。L/W指睫毛長度和眼睛寬度的比值。圖/ref_6

利用上述的風洞設計,科學家滴入直徑約 10μm 的螢光水滴,判斷不同長度比例的睫毛阻擋外來入侵入眼睛的能力。結果如下圖,睫毛並非越長越好,最佳的阻擋效果出現在 L/W= 0.25±0.15 範圍。

橫軸:不同睫毛長度和眼睛寬度的比值 (L/W) 。縱軸:螢光強度變化,亦可代表外來物進入眼睛的多寡。圖/ref_6

而在降低眼睛表面的水分蒸發率方面,也出現類似的結果 (為了簡化實驗變因,實驗團隊此處使用網格模擬睫毛,請參考下圖) 。

結果如下圖,睫毛並非越長越好,最佳的減緩蒸發速率出現在 L/W= 0.3±0.1 範圍。

橫軸:不同睫毛長度和眼睛寬度的比值 (L/W) 。縱軸:蒸發率,亦可代表外來物進入眼睛的多寡。圖/ ref_6

綜上所述,最佳的睫毛和眼睛比例約在 1/3 左右。團隊認為,也許未來可在難以清潔的物質上,思考這種「能自我清潔」的設計

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也許未來某一天,我們會看到太陽能板、高樓玻璃等,都戴上了長長的「人造睫毛」呢!

註解

1:該文章亦將黑眼圈、眼袋等視為過敏病症的特徵。

2:若同屬於過敏組,或同屬於不過敏組裡,男孩和女孩間的睫毛長度,統計上俱無差異。

3:該團隊以「哺乳動物排尿時間的對數值,及動物的體重,兩者間有線性關係」及「袋熊如何?及為何製作立方體狀的糞便?」獲得 2015 和 2019 年搞笑諾貝爾獎。

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參考資料

  1. Mehak Singh & Manoj Pawar (2018) Eyelash length for the diagnosis of atopic dermatitis and ichthyosis vulgaris in children—a case control study. European Journal of Pediatrics.
  2. M B Marks (1977) Recognizing the allergic person. American Family Physician, 01 Jul 1977, 16(1):72-79
  3. Sandeep Kaur and Bharat Bhushan Mahajan (2015) Eyelash Trichomegaly. Indian Journal of Dermatology.
  4. David L. Hu、羅亞琪 (2020) 破解動物忍術:如何水上行走與飛簷走壁?動物運動與未來的機器人。三民。
  5. Guillermo J. Amador, David L. Hu (2015) Cleanliness is next to godliness: mechanisms for staying clean. Journal of Experimental Biology.
  6. Guillermo J. Amador, Wenbin Mao, Peter DeMercurio, Carmen Montero, Joel Clewis, Alexander Alexeev and David L. Hu (2015) Eyelashes divert airflow to protect the eye. Journal of The Royal Society Interface.
  7. Siyu Zou, Jinping Zha, Jie Xiao and Xiao Dong Chen (2019) How eyelashes can protect the eye through inhibiting ocular water evaporation: a chemical engineering perspective. Journal of The Royal Society Interface.
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miss9_96
170 篇文章 ・ 1087 位粉絲
蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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一直流鼻水不一定是過敏!眼鼻喉不癢,可能是「非過敏性鼻炎」
careonline_96
・2024/07/31 ・1751字 ・閱讀時間約 3 分鐘

這天辦公室裡出現了這樣的對話:

「哎呀,你怎麼一直流鼻水、擤鼻涕啊?」

「我也不知道,可能是過敏吧!」

「可是我聽說,如果一年到頭都鼻水流不停,可能跟過敏沒關係,屬於『非過敏性鼻炎』喔。」

一直流鼻涕,到底與過敏有沒有關係,今天我們就來了解「非過敏性鼻炎」與「過敏性鼻炎」。

首先,我們先來看看一個簡易的區分表格。

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看到這裡,你覺得自己的狀況比較符合哪一邊呢?

接下來,我們分別更深入地看看兩個狀況。

■ 非過敏性鼻炎

「非過敏性鼻炎」的症狀與過敏性鼻炎很類似,患者會鼻子塞塞的,容易流鼻水,擤鼻涕,喉嚨有卡一些黏液,會咳嗽。與「過敏性鼻炎」較為不同的是,多數患者並不覺得鼻子癢、眼睛癢、或喉嚨癢。

另外一個比較特別的是,「非過敏性鼻炎」的症狀在一年四季都可能出現,不像「過敏性鼻炎」較容易在特殊的季節出現症狀。還有,如果你發現自己小時候其實還好,但長大之後卻變得容易鼻塞、擤鼻涕,就比較可能是「非過敏性鼻炎」。

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那為什麼會出現「非過敏性鼻炎」呢?學者注意到非過敏性鼻炎患者的鼻腔內,其血管是擴張腫脹的,鼻黏膜看來紅腫並充斥著黏液。會造成鼻腔血管腫脹的原因包括了:

◇ 空氣中的刺激物

聞到煙味、強烈的氣味、香水味,都可能會刺激鼻腔的血管腫脹充血。

◇ 藥物

阿斯匹靈、非類固醇消炎藥、或部分治療高血壓的藥物,會導致非過敏性鼻炎的症狀

◇ 天氣變化

鼻腔內血管會因為空氣中的溫度或濕度變化而變得更腫脹,而導致了非過敏性鼻炎的症狀

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◇ 食物

吃的很辣,吃的很燙,或是喝酒,會比較容易讓鼻腔血管腫脹

找到引發自己「非過敏性鼻炎」的原因是很重要的,如果你常常發作「非過敏性鼻炎」的話,就要找找看是否是接觸到上述的幾種狀況,並試著避免這樣的情形,減少讓鼻腔黏膜血管變得腫脹,才不會常常鼻塞、流鼻水、擤鼻涕。

■ 過敏性鼻炎

「過敏性鼻炎」的症狀包括了鼻塞、流鼻水、擤鼻涕、和鼻子癢,甚至還會喉嚨癢、眼睛癢,頭痛,或睡眠障礙。

造成「過敏性鼻炎」的過敏原包括了:

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  • 花粉
  • 黴菌孢子
  • 寵物皮屑
  • 塵蟎
  • 灰塵

由於花粉是個常見的過敏原,因此,充滿花和種子的春天是「過敏性鼻炎」發作的常見季節。不過每個人所在區域不同,過敏的原因也不同,也有可能在其他季節出現鼻塞、流鼻水的症狀,但患者會發現「每年到這個時候,我就會開始出現症狀」。

我們可以用抽血檢查或皮膚測試確認過敏原。若確認為「過敏性鼻炎」,常會需要用抗組織胺藥物改善症狀。

無論是「過敏性鼻炎」或「非過敏性鼻炎」,最重要的都是找到容易誘發自己症狀的原因,並盡量調整生活狀況,配合使用醫師開立的藥物,就能減少因為鼻炎而影響生活品質。

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過敏症狀超難受,但我們是怎麼開始對植物過敏的呢?——《惡棍植物》
時報出版_96
・2023/08/08 ・3019字 ・閱讀時間約 6 分鐘

對植物過敏的症狀讓人超痛苦

我們偶爾遇到有人會對工作過敏,但我想和各位分享的是對樺樹過敏。

不過,在這裡只提及一種植物其實十分困難。樺樹、榛樹、梣樹⋯⋯令人涕淚橫流、值得在本章節中占有一席之地的禾本科植物簡直數不勝數,但花粉症的症狀卻大同小異。

法文將這些症狀簡寫成「PAREO」, 剛好跟法國海灘常見的大溪地纏腰布同名:「P」代表發癢 (pruri;鼻子和眼睛發癢)、「A」代表味覺喪失(anosmie; 無法感受味覺)、「R」代表鼻漏(rhinorrhée;雖然拼字很 像,但你不會變成犀牛,只會流鼻涕而已)、「E」代表噴嚏(éternuement),而「O」代表鼻塞(obsstruction;鼻子堵塞)。有些狀況下,病患也會有結膜炎、溼疹、氣喘等症狀。

法文將過敏的症狀簡寫成「PAREO」。圖/GIPHY

這些看起來或許都不是大事。感冒或流鼻涕都不是什麼大不了的事情。你可能會想到《白雪公主》裡噴嚏打不停的噴嚏精,真是娛樂效果滿滿。

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但對於過敏的人而言,這可一點都不好笑,他們的生活品質因此受到影響,無論在工作還 是生活中都無法全力表現。除了前述症狀之外,他們也受睡眠問題、疲倦和易怒所擾。

社會保險也因此付出大量成本,不只有醫療支出,還有勞工缺勤的成本。在美國,過敏每年造成的成本超過 180 億美元,歐洲則在 550 到 1,510 億歐元之間,比樂透獎金還高!

花粉不只負責繁殖,也讓人類過敏

要為這一切負責的,是種小小的粒子──花粉。花粉是雄性繁殖細胞群,由兩到三個細胞組成,其中一個是雄性配子,這是植物運送精子的方式(不過,讓人打噴嚏的並非精子)。花粉由雄花產生,經由風力或蜜蜂等昆蟲運送,為雌花授粉,繼而結果。因而,花粉是植物生命循環的一部分:如果沒有花粉,就沒有果實、沒有下一代植株。

造成人類過敏的,是花粉粒產生的分子。以樺樹為例,這類分子有兩種蛋白質:「Bet v1」和「Bet v2」。

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並非所有的植物都會引發過敏。植物的花粉必須能令呼吸道黏膜發癢,才會引發人類過敏。只有透過風力傳播花粉的植物才會引發過敏,但這並不是唯一的條件;若要引發過敏反應,花粉必須大量傳播,或是成為微小但具有強力的過敏原。 

植物的花粉必須能令呼吸道黏膜發癢,才會引發人類過敏。圖/GIPHY

過敏反應可分為兩個步驟。首先是第一次接觸過敏原當下的致敏反應。免疫系統會產生名為「免疫球蛋白 E」的特殊抗體。這種抗體會瞄準名為「肥大細胞」的組織細胞,並將肥大細胞轉化為手榴彈,準備好在下一次接觸過敏原時引爆。

第二個階段則是過敏反應本身。過敏原將瞄準包覆肥大細胞的抗體,而抗體將釋出組織胺等分子,引發發炎──也就是過敏症狀的來源。

豚草是致敏性最高的植物之一,但排行榜上還有其他競爭對手──日本柳杉(Cryptomeria japonica)。法文雖然將日本柳杉稱為「柏木」或「日本雪杉」,但日本柳杉並非柏木也並非雪杉。

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日本柳杉,雖然法文將日本柳杉稱為「柏木」或「日本雪杉」,但日本柳杉並非柏木也並非雪杉。圖/惡棍植物

這個例子便說明了拉丁學名有多重要,畢竟俗名經常令人混淆。日本柳杉的屬名「Cryptomeria」來自希臘文的「kryptos」(隱藏)和「meros」(部分),因為其種子藏身於這種柏科植物的毬果之中。日本柳杉正如其名,原生於日本,之後移植至韓國、中國、臺灣,甚至到達留尼旺島和亞速群島。

日文將這種樹木稱為「杉」(發音為 「sugi」),其中最年長的個體之一現年超過 2,000 歲,名為「繩文杉」。1784 年,瑞典博物學家暨旅行家鄧伯(Carl Peter Thunberg, 1743-1828)首次「發現」繩文杉。1842 年, 日本柳杉引入英格蘭及法國。

柳杉對日本帶來強烈的衝擊

四分之一的日本人──也就是 3,000 萬人──受嚴重的花粉症所苦,其中更有 70% 的人過敏是由日本柳杉引起。第二次世界大戰後,為了顧及重建的需求,日本栽種了大量日本柳杉作為建材,光是 1950 到 1970 年間便栽種了 400 萬株。

自此之後,這種植物便以風為舵手,只要花朵成熟,便會釋放恆河沙數般的花粉⋯⋯在風中自由自在地翱翔。日本柳杉的花粉在 2 月至 4 月間於全日本四處肆虐,這個季節也是櫻花盛開的時間。賞櫻的日本人必定會遭受日本柳杉的花粉所苦。

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日本柳杉的花粉在 2 月至 4 月間於全日本四處肆虐,剛好和櫻花盛開的時間相同,讓賞櫻的人必定會遭受日本柳杉的花粉所苦。圖/pexels

手帕和口罩是這個季節的必備品!另一件令人驚奇的事,則是城市居民的過敏情況比鄉村嚴重。因為花粉會直接落在馬路或屋頂上,不會經過其他植物在自然環境中的「過濾」。花粉症造成鉅額的醫療保健與勞工請假的成本,使日本經濟付出高額代價。

1960 年代,人們才開始注意到日本柳杉引起的花粉症。在此之前,人們只稍微聽過豚草引起的過敏,並未想到要特別留意日本柳杉。從 1960 年代之後,對日本柳杉過敏的人從未減少。今日的日本已經將花粉症稱為「國民病」。科學家找出了日本柳杉的過敏原蛋白質,稱作「Cry j1」。我猜想「cry」或許就是「哭」的意思。想到這裡就不禁吸了一下鼻子。

日本柳杉的過敏原蛋白質,稱作「Cry j1」。圖/GIPHY

砍伐數千棵健康生長的樹的確難以想像,另一個選擇則是栽種致敏性較低的樹木。人類已經配種出沒有花粉的無數品種,可供往後栽種樹木時選用。在歐洲也一樣,城市並非一定要栽種樺樹或懸鈴木。

植林很重要,但也要確保人類能遠離過敏原

植林很重要,而且有非常多的好處:生活品質、人類福祉、生物多樣性、在城市裡打造自然的角落⋯⋯只不過在規劃時務必考慮再三。

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回到惡名昭彰的日本柳杉,許多研究正在努力以經過基因改造的米粒為基底,來製造疫苗。食用這種米將使人體產生免疫容忍力。這種米將產生一種氨基酸,可以模仿日本柳杉的花粉,進而協助身體對日本柳杉的花粉免疫。目前對老鼠和猴子的實驗結果都十分樂觀,只剩下判斷基因改造米粒究竟是否有其他風險。

過敏有一就有二,無三不成禮

你知道嗎?若一個人對花粉過敏,這個人也有可能對某些食物過敏。

對樺樹過敏的人,可能對蘋果或核桃過敏。對豚草過敏的人,可能對香蕉或哈密瓜過敏。

這類引發過敏的物質,其結構會與主要過敏原相似。其他類似案例更為驚人: 對蜱蟎亞綱動物過敏的人,可能會對海鮮過敏;對貓毛過敏的人,可能會對豬肉過敏。

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最近有另一個案例如下:對地中海柏木(Cupressus sempervirens)過敏的人,成年後可能會對柑橘或桃子過敏。

2017 年,有個研究團隊發現這些案例中的過敏原屬於一種新的蛋白質分類,這種蛋白質可以引發花粉或食物過敏。回到日本柳杉,對這種樹木過敏的⋯⋯狗,可能的其他過敏原則是番茄。

——本文摘自《惡棍植物:關於刺痛、燃燒、致死植物的驚人故事》,2023 年 6 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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