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頭髮暴露你的行蹤

陸子鈞
・2011/04/27 ・242字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

頭髮會透露出你的行蹤。一項新的研究發現,因為水中礦物質的些微差異,會稍稍改變同位素比例,而人體打斷水分子的鍵結,來構築毛髮細胞中的蛋白。藉著化學分析,就可以得到記錄在毛髮中的「行蹤記錄」。在報告中,研究人員收集來自美國33個城市的頭髮樣本,而他們的確可以根據同位素比例,追蹤到受測者的出身。這項研究未來可以應用於司法鑑定。

資料來源:ScienceShot: This Beer Knows Where You’ve Been [30 June 2010]

相關新聞:PanSci: 明察秋「毫」

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陸子鈞
294 篇文章 ・ 4 位粉絲
Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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為什麼人類有頭髮?人類是如何從毛怪演變成現在的樣子?——《有點噁的科學》
時報出版_96
・2023/09/23 ・1579字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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哺乳動物的毛髮功能

所有哺乳動物都有毛髮(即使是醜得離譜的裸鼴鼠也有幾根陰毛),或多或少罷了,不過人類算是其中毛髮最少的。毛髮的主要功能是為我們的祖先們保暖,人全身約有五百萬根毛髮,其中大部分每天生長約○.四公釐(○.○二英寸)。這毛髮量聽起來好像很多,但與海狸上百億的毛髮和灰蝶的一千億根毛相比,這個數字就顯得微不足道了。

毛髮的主要功能是為我們的祖先們保暖,人全身約有五百萬根毛髮。圖/pexels

人類在演化過程中捨棄掉如此多毛髮,這在靈長類動物中絕無僅有,發生的原因目前尚不清楚。基因中有跡象顯示,我們約在一百七十萬年前就不再努力長毛了。

人類捨棄掉這麼多毛髮的原因

人類的體毛生長可能已轉化為青春期後的第二性徵,當我們準備好生育時才會出現。有個有趣的觀點是這樣的,人類毛髮脫落是因為跳蚤等體外寄生蟲作祟。

當人類的社群性格發展得更加明顯,群聚生活變得更緊密,跳蚤和蝨子的問題會變得更令人在意──將容易窩藏寄生蟲的毛髮削減掉,可避免牠們大批繁殖侵擾而造成破壞。

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另外有個理論認為,人類學會用火之後,濃密的毛髮可能就成了一種負擔──毛髮稀疏的人引火自焚的機率比較小──但這個說法有點站不住腳。

人類的體毛生長可能已轉化為青春期後的第二性徵,當我們準備好生育時才會出現。圖/pexels

你閱讀本節時或許已經發現,我們對毛髮的了解遠不及我們所未知的。為什麼有些人頭髮是捲的,有些是直的,為什麼我們有頭皮屑,為什麼陰毛如此粗硬,這些都是待解的科學謎團。

一步一步解開毛髮的謎底

雖然如此,但基本生物學原理套用到所有毛髮上都還是說得通的。毛髮從深陷皮膚的毛囊中發芽,細胞在那裡分裂和繁殖,將毛髮從真皮乳突中擠出,有點像擠牙膏。你的頭髮在夏天長得比冬天時更快,毛髮的學術名稱為複層鱗狀角質化上皮(stratified squamous keratinized epithelium)。

複層意味著它是一層又一層細絲拼排而成,鱗狀表示它表面的細胞扁平,角質化上皮是一種由角蛋白組成的動物組織,角蛋白是相當特殊的纖維蛋白,許多堅韌而靈活的動物身體部位都由這種基礎材質構成,包括頭髮、指甲、爪子和蹄子。

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毛髮有許多待解的科學謎團。圖/pexels

毛髮實際上已經死了,裡面沒有生化活動,但讓我們截取一根髮絲的橫切面來看看。它由三個主要的同心環組成:位於中心的是柔軟細緻、相對無明顯結構的髓質。

包圍它的是皮質,皮質為毛髮提供堅韌強度和支撐結構,並賦予其顏色(取決於黑色素含量)。然後是角質層外殼,其表面覆蓋著一層油性防水脂肪,只有薄薄的一個分子那麼厚。

毛髮的生長週期可謂絢爛又奇特,可分成三個發育階段,你身上的每根毛必定處於其中之一:較長的毛髮生長期;較短的衰退分解階段,此時毛囊收縮;以及休止期,此時原本的毛髮脫落,新的毛髮開始生長。

註解

  • 裸鼴鼠是哺乳類動物中唯一的溫度順應者(thermoconformer),牠們與昆蟲一樣,實際上是冷血動物,不必為調節體溫的事操心。

——本文摘自《有點噁的科學:尷尬又失控的生理現象》,2023 年 8 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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時報出版_96
174 篇文章 ・ 34 位粉絲
出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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貝多芬頭髮保存 DNA,讓台灣人肝同身受
寒波_96
・2023/04/26 ・2722字 ・閱讀時間約 5 分鐘

貝多芬,是歷史上最知名的音樂家之一。2023 年問世的論文報告貝多芬的基因組,得知他有肝硬化的遺傳高風險,另外還感染 B 型肝炎病毒,令台灣人肝同身受。

符合一般人心目中貝多芬形象的畫像。圖/GL Archive/Alamy

貝多芬留下很多頭髮,哪些是真的?

貝多芬在公元 1770 年 12 月 16 日出生,1827 年 3 月 26 日去世。他在生前就非常知名,去世後名聲歷久不衰,相關研究很多,這項研究從遺傳學切入,獲得寶貴的新觀點。

貝多芬去世後留下一些遺物,但是不見得是真品。這項研究由 8 份獨立收藏的頭髮抽取 DNA,據說源自貝多芬不同年紀留下的頭髮。

8 份樣本,有 1 份「Kessler」的 DNA 含量不足,其餘 7 份足夠分析。5 份長期由不同人保存,遺傳訊息卻完全一致,應該就是貝多芬本人的。其餘 2 份看來分屬沒有關係的 2 個人,顯然不是貝多芬的頭毛。

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很可能來自貝多芬的 5 份頭髮。圖/參考資料1

值得一提的是,「Hiller」頭毛之前檢驗出重金屬,有人藉此提出貝多芬去世前健康惡化,和重金屬中毒有關。但是這回得知這根本不是貝多芬的頭髮,推翻此一論點。

貝多芬的Y染色體,有點謎

從 5 個獨立來源獲得的古代 DNA,能拼湊出完整的基因組,覆蓋率高達 24。遺傳上看來是一位歐洲中部的男生,血緣上沒有特殊之處。Y 染色體型號為 I1a-Z139,也是歐洲的常見型號。

由不同頭髮中取樣拼湊而成的基因組,幾乎可以確認來自貝多芬本人。然而,和貝多芬家族如今的親戚比對,Y 染色體卻不一樣。

貝多芬整個基因組看來,與如今歐洲中部的人群最相似。圖/參考資料1

音樂家貝多芬在 1770 年出生,名字為 Ludwig van Beethoven。歷史可考有一位 1535 年出生、1609 年去世的祖先 Aert van Beethoven,比他更早好幾代,並且有男性後裔流傳至今。

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歐洲的姓是父系傳承,Y 染色體也是;所以同姓的人 Y 染色體應該類似,只有歷代突變累積的少數差異。然而比對發現,如今五位貝多芬的 Y 染色體皆為 R-FT446200,和音樂家貝多芬不同。

如果歷史記載正確,這五位應該都是 Aert 的直系後裔。論文推測,從 Aert 到音樂家貝多芬的兩百多年間,或許發生過某些缺乏紀錄的事。

另一方面,貝多芬類似款式的 Y 染色體,如今依然存在,而且在歐洲人資料庫中可以搜尋到 5 款,估計共同祖先能追溯到一千年前。奇妙的是,五群人的姓氏都不一樣,而且都沒有人姓貝多芬。

如今姓貝多芬的人,Y 染色體都和音樂家貝多芬不一樣。Y 染色體和音樂家貝多芬一樣的人,都不姓貝多芬。圖/參考資料1

爆肝的遺傳風險

有很明確的記載指出,貝多芬 56 歲去世前便長期健康欠佳,有腸道和肝的毛病。另外聽力問題也很出名,身為史上一流音樂家,貝多芬的聽覺竟然從 20 多歲起逐漸退化,去世前聽力極差,原因成謎。

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這些問題和遺傳有關嗎?人類遺傳學研究已經找到不少與疾病、健康有關的風險因子,檢查發現,聽力與腸道方面的毛病,貝多芬沒有配備哪些 DNA 變異明顯有關,後天因素的影響也許更大。

貝多芬的肝實際上大有問題,遺傳上看來,幾處基因上也具備高風險的變異。純以 DNA 來說有酗酒傾向,而他晚年確實會酗酒。

不過風險最明確的是 PNPLA3 基因,貝多芬在此基因 rs738409 位置,配備的一對變異與「肝硬化」高度相關,也就是先天上,肝硬化的機率更高。

貝多芬去世前留下的「Stumpff」頭髮,其中存在 B 型肝炎病毒的 DNA 片段。頭毛中竟然可以抓到 B 型肝炎病毒,奇怪的知識增加惹!圖/參考資料1

最終命運:肝硬化×酗酒×B型肝炎?

另一很難想像的發現是,貝多芬去世前不久留下的「Stumpff」頭髮中,偵測到 B 型肝炎病毒的 DNA 片段。

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儘管出乎意料,最近確實有研究報告,在病患的頭髮中檢驗到 B 肝病毒。因此頭髮中的病毒 DNA 或許不是後人汙染,而真的是曾經感染貝多芬的病毒。

B 肝病毒有很多款,貝多芬感染的型號是歐洲常見款式 D2。他在 1827 年 3 月去世,留下這些頭髮的日期則早於 1826 年冬天,由此可知去世前幾個月,貝多芬正在感染 B 型肝炎。

即使體內有 B 肝病毒,也不見得能在頭髮中偵測到,所以更早留下的頭髮中沒有病毒,不等於他當時沒有感染。貝多芬也有可能是長期感染的慢性帶原者。

無人不知的貝多芬,我們懷念他。圖/小賈斯汀 VS 貝多芬 – 經典饒舌爭霸戰 #6(正體中文)

貝多芬中年起健康明顯走下坡,去世前幾年或許同時受到肝硬化、酗酒、B 型肝炎的夾擊,才會導致嚴重的肝病問題。

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歷史記載 1826 年 12 月時,貝多芬出現黃疸、四肢腫脹,很像肝功能衰竭的症狀。他就此臥床,直到長眠。

貝多芬,我們懷念他。大家也要注意健康,小心肝。

延伸閱讀

參考資料

  1. Begg, T. J. A., Schmidt, A., Kocher, A., Larmuseau, M. H., Runfeldt, G., Maier, P. A., … & Krause, J. (2023). Genomic analyses of hair from Ludwig van Beethoven. Current Biology.
  2. Beethoven’s cause of death revealed from locks of hair

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
193 篇文章 ・ 1018 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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精神個案系列:吃女兒頭髮的母親
胡中行_96
・2022/12/22 ・1865字 ・閱讀時間約 3 分鐘

16 歲的女兒罹患非何杰金氏淋巴癌(non-Hodgkin’s lymphoma),[1]異常的淋巴細胞循環全身,不曉得會往哪裡擴散腫瘤。[2]身為母親的她,愛莫能助,憂心難眠。眼看女兒接受化療,髮絲一縷一縷地落在床單上;一股想「吃掉頭髮」的衝動,竟在心底萌生。[1]

淋巴系統。圖/BruceBlaus on Wikimedia Commons(CC BY 3.0)

吃頭髮

她不假思索地拾起 4、5 根女兒的頭髮,揉成球,往嘴塞,慢慢咀嚼。髮絲觸碰舌頭的感覺,彷彿使焦慮溶解,便能整團往肚裡吞。食髓知味,她將女兒整週的落髮,小心裝進塑膠袋。接著的 2 個月,只要情緒超載,她便取些存貨來品味。[1]

該母親今年 36 歲,來自中美洲,操西班牙語,和伴侶還有 2 個女兒同住美國。雖然教育程度低落,靠幹粗活維持生計,但這無礙她於網路上吸收資訊。好奇自己新養成的習慣是否正常,她上網搜尋,得到以下結果:據說食髮的人,到後來或許會吃土、喝漆…。預言驚悚,真偽不明,重點是該如何抗拒頭髮的魅力?[1]

天人交戰之際,她向家庭醫師求助;後者覺得這大概與營養不良有關。畢竟女兒確診癌症後,她胃口盡失,體重嚴重下滑。遵循專業建議,她馬上調整飲食,並停吃女兒的頭髮。隔月,電腦斷層掃描奇蹟似地,顯示女兒的腫瘤縮小。她 3 個月來的奇怪慾望,亦自此煙消雲散。[1]

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毛糞石

不闇英語,跑急診極是麻煩,所幸有傳譯服務。她說,已經腹痛、噁心、嘔吐和便秘數週。醫師透過剖腹探查手術(exploratory laparotomy),找到一球填飽胃部的毛糞石(trichobezoar),尾端還延伸到十二指腸。移除完實體的「毛」病,她馬上被轉診精神科。[1]畢竟這類滿腹異物的案例,與精神問題脫不了關係。(噁心,請慎入!非當事人的剖腹探查手術以及毛糞石照片。(CC BY 4.0))[3]

上方的囊袋是胃部;橘色區域則為十二指腸。圖/Olek Remesz on Wikimedia Commons(CC BY-SA 2.5)

適應障礙

精神醫師聆聽這名母親闡述她的故事,並考慮了數種可能的診斷,例如:

  • 異食癖(pica):吃毫無營養價值的物質,像是土、紙、木炭、粉筆、衣物和爽身粉等,時間超過一個月,[4]常發生在兒童與孕婦身上。[1]
  • 強迫症(obsessive-compulsive disorder,簡稱 OCD):為了舒緩揮之不去,又惱人焦心的感受,發展出強迫性的儀式。[5]某個程度上,她的確與此描述雷同。然而,對女兒病情的擔憂,並無過慮,而且怪異的行為,僅限那段特定的日子。[1]
  • 重度憂鬱症(major depressive disorder):情緒長期低迷,缺乏動力和興致,食慾改變,睡眠絮亂,心理性動作遲緩,無法集中注意力,感到罪惡或一文不值,也許想自殺。[6]該名母親雖然心情不好,有其中幾項症狀,卻也還沒慘到全盤符合定義。[1]
  • 拔毛癖(trichotillomania)與食髮癖(trichophagia):一般是指拔除或食用自己的頭髮;而不是別人的。[1]

最後,考量這名母親的調適問題,在外來壓力解除後就消失,醫師認為應該歸屬「適應障礙(adjustment disorder)伴隨混合性情緒與行為失調」。精神科安排她去心理治療,並開了抗憂鬱劑米氮平(mirtazapine),進一步改善其焦慮、睡眠和胃口。後來回診追蹤的情形良好,未再復發。[1]

創造病名

至於吃頭髮的部份,以往的文獻中,出現過食用自己的、自己和別人的,或是人工接髮的案例。總之,就是和這名母親的行徑不完全相同。把此個案報告投稿至期刊的作者群,於是為她創了個新字──「allotrichophagia」,即希臘文「食用別人毛髮」的意思。[1]

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個案報告的作者群創了個新字──「allotrichophagia」,即希臘文「食用別人毛髮」的意思。圖/Yoann Boyer on Unsplash

  

參考資料

  1. Huremović D, Nagalla ML, Khan S. (2022) ‘Allotrichophagia: A Unique Case of Parental Adjustment to Filial Pediatric Malignancy’. Case Reports in Psychiatry, 5949321.
  2. Non-Hodgkin’s lymphoma’. (26 OCT 2022) Mayo Clinic.
  3. Pipal D K, Verma V, Murlidhar M, et al. (2022) ‘Gastric Perforation With Peritonitis Secondary to a Trichobezoar: A Literature Review and Report of a Rare Presentation’. Cureus, 14(4): e24359.
  4. Al Nasser Y, Muco E, Alsaad AJ. (27 JUN 2022) ‘Pica’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  5. Brock H, Hany M. (15 AUG 2022) ‘Obsessive-Compulsive Disorder’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  6. Bains N, Abdijadid S. (01 JUN 2022) ‘Major Depressive Disorder’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
胡中行_96
169 篇文章 ・ 65 位粉絲
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)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。