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較少是更多 Less is more.

timd_huang
・2011/05/11 ・4503字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 452 ・五年級
在這張照片中,至少有一根恐龍胚胎骨頭,你看得出來嗎?

年輕的時候,風雲際會,參與了被迷你電腦公司DEC嘲笑微電腦只是「玩具」的個人電腦革命,從因特爾的第一個微處理器4004玩下來,也順便學習了一種比 較少人使用的電腦程式語言--符式(FORTH),因為那時候,實在不想去C,此字台語發音就是「死」,忌諱啊;符式電腦語言的發明人Chuck Moore,他經常教導大家說:要把符式學好,必須把握住簡單的原理,他經常以他的名字開玩笑,說Less is Mo(o)re. 幾十年後,回想這句話,真的他X的有些道理,人生變化多端無常,越是簡單的,越有威力,越小的東西,越不容忽視。

話說回頭到去年暑假,我到美國蒙大拿州立大學和德國波昂大學的雷昧斯(Remes)博士,在第四屆國際恐龍蛋語被研討會發表了全世界最古老的恐龍胚胎,讓 與會的諸多學者跌破眼鏡,不要說別的,目前大家看得到的恐龍蛋,幾乎全部是晚白堊紀的「壞蛋」,侏羅紀的恐龍蛋長得啥樣子,沒人看過,遑論我無意間發現的 恐龍胚胎。

這個發現,推翻了大陸一般恐龍學者的認知,他們過去被一個錯誤的觀念誤導了,認為有恐龍的地方找不到恐龍蛋,因為都是「好蛋」,恐龍都孵化出來跑光了,而 有恐龍蛋的地方,找不到恐龍,因為都是「壞蛋」,其實,這是一個無知的錯誤認知,也一代一代地教授下去,很可笑,美國蒙大拿秋竇地區,就同時有很多恐龍蛋和恐龍化石並存,誤人子弟莫甚於此。

因此,既然在雲南祿豐大洼恐龍山,我狗屎運撿到了這麼一塊晚三疊紀/早侏羅紀(約二億年前)的恐龍胚胎化石,整個情結不輸給電影,雲南那邊很多人還是難以置信,還說三道四的,真煩人啊!不過,對於這些對於自己土地並沒有太多認知的人們,能跟他們講啥道理?我也只能靜靜地進行,已自己非常有限的能力,做多少算多少,因此,交代天龍科普在祿豐的小陽,有空沒事,就到那裡去晃晃,我認為,既然能找到一塊,肯定還會找到更多,恐龍不會只下一個蛋。

為了防止滑下小山溝,只好整個人趴貼在地面,增加阻力。

到了大約一個月前,小陽來電說,黃先生,你最好儘快來一趟祿豐,我有找到一些很小很小的骨頭,應該是恐龍胚胎的骨頭;因此,上個禮拜,特別自己再度掏腰包跑 了一趟雲南,花了兩天在小陽他們找到風化出來小骨頭的地方探索,雲南最近正逢百年大旱,太陽一過十一點,就如火爐,這兩天的野地工作,實在很辛苦,除了撿 拾已經被風化跑出來的小骨頭之外,我整個人趴在地上,人老了,眼睛不行啦,不這樣子,看不清楚,這些東西又是這麼地小,太容易有看沒有到,不信的話,試著看看左邊的照片。

大洼恐龍山是中國恐龍學的發源地,民國27年,也就是1938年,楊鐘健就在這裡發掘出第一個許氏祿豐龍,七十多個年頭已經過去,這裡的恐龍還是不時出土,好多被老鄉拿去賣,令人悲哀,不過話說回來,政府又能如何「保護」這些珍貴的化石?在遼西出土夭壽多的鸚鵡嘴龍、帶毛的恐龍等等不計其數,但是你知道嗎?退休的公安局長,竟然是最大化石商的顧問,他家裡擺著無數進貢的精品;楚雄州,包括祿豐縣,大概也免不了如此的窘況,國家總不能派個解放軍廿四小時站崗啊!

可能這三小段肋骨,是整個採集過程中,最具有挑戰性的。

毒太陽之下,必須五體投地趴在地上的情況,我有照片為證,真的很累人耶,在那斜坡上,又要眼睛靠得很靠近現場,否則那麼小的骨頭,根本看不到,同時表層已經風化的小砂石又多,很怕一不小心整個人滑到小山溝去,只好全人貼在地表,增加一些阻力;兩天如此的工作,對於我這副老骨頭來說,也真是夠辛苦的,回到旅館,第一件事情,就是趁著還有太陽能燒熱的水,好好洗個澡,真舒服啊。

這邊博物館的小丁,坐在旁邊,從已經風化的小石堆中,尋尋覓覓,一下子撿到這個,一下子那個,兩人有說有笑,還不會太寂寞,我呢,就往比較上方圍岩處下功夫,稍稍地挖開一些,地質鎚在此變成殺雞的牛刀,幸好帶了百寶瑞士刀,一點一滴地摳,雖然此處表面都嚴重風化了,圍岩也受到一些風化,瑞士刀,或者牙醫的 鉤針,應該是最合適的發掘工具;雲南這種挖恐龍的苦差事,通常都是雇用老鄉大鋤大鏟地挖,上頭的領導,有科學性發掘知識者,少之又少,通常會要工作人員快快把大骨頭挖出來帶回博物館去,這也是我喜歡到以前他們挖過恐龍的原因之一,他們大老粗,只會把大骨頭撿走,斷成好多節的小骨頭,通常被遺棄在現場,便宜了我;嗐,想想在美國挖恐龍的日子,人家是多麼仔細啊!定位、畫草圖、打格線、…充分地記錄,整個團隊,每個人認真地做他的事情,這些科學性嚴謹的發掘, 對於一般雲南挖恐龍者來說,好像是天方夜譚,不知什麼時候,他們會長進,跟上採用最基本的科學性發掘?

這些小脊椎,都還沒有神經脊,應該不屬於同一隻恐龍;請注意最左邊那個小東西,也是恐龍脊椎骨。

要挖這麼小的恐龍骨頭,絕對不能用粗老鄉,只能自己慢慢地,一點一點摳;我之所以如此小心工作,除了我想要瞭解和採集樣本之外,也是借此機會教導小丁,趕 工出不了細活,必須把時間耗在那裡;其實,找到更多「漂浮(Floater)」在地表之上的胚胎性恐龍化石是一個目標,但是我更希望能找到一兩個還保持當 時埋藏過程中,把所有小骨頭膠結在一起,而非孤苦伶仃的分散單獨死骨頭;我2003年正月在此恐龍山無意間撿到的,就是百分之六、七十的一隻恐龍胚胎,希望這次能再度找到類似的。

初步清理出來的一堆小骨頭,應該有好幾跟大腿骨。

皇心不負苦心人,兩天下來,除了小丁找到好多的「漂浮」在地表的小骨頭之外,此處沒有讓我失望,我也真的找到採集了至少部份還膠結在一起的幾小塊,這或許 意味著,在這個地方,應該有好幾窩恐龍下的蛋,而且恐龍爸媽盡責,也孵育到大約2/3的孵化期,從這些來探討,應該更為有用,漂浮出來的零星骨頭,很可能是來自幾個孵化未完成的恐龍蛋,雖然這次沒有找到像從前撿到的那麼完整,初步的探索性發掘有成果,可以判斷此處應該還有比較完整的胚胎,這才是我想要的。

就在我完全沉浸在仔細摳著圍岩的時候,小陽突然喊我過去,他距離我大約20公尺,同樣高度,他找到了幾大塊大恐龍的骨頭,哼,這就很有趣了,同樣的層面, 有大恐龍,也有(應該是)整窩還在胚胎期未完全孵化的恐龍,這是什麼意思?

這張照片的骨頭,比前面那張更小,好像是手臂骨。

原本要到雲南之前,老友老朱要我去挖一整窩恐龍蛋回來,至少嘛,也要挖個半窩,那才夠意思;從我和小丁花了兩天的時間在此地發掘,應該可以這麼說,沒有辜 負了老朱的期望,我是有找到整窩的恐龍胚胎,至少其中幾個已經被我採集到了,這一窩裡面會有多少顆恐龍蛋,沒有完整、全面性、科學性的發掘,我不敢說,但至少可以確定,應該這裡有一窩(應該還不只)恐龍胚胎。

這一塊部份還膠結在一起的胚胎,有很多骨頭,最明顯的是那跟肋骨。

那麼,小陽在同一個層位不遠的地方,找到了大恐龍化石,這又意味著什麼?看來合理的推論應該是,這個化石點,就是當年這些最古老恐龍的孵育場所;恐龍和鳥類繁衍,有很多類似之處,到了繁殖期間,大家會聚集到某個地方築窩下蛋孵化,兩個窩中心點的距離,就是這種恐龍的身體長度,大家不會我的屁股碰到你的頭; 也就是說,這兩類的動物,都有他們的孵育場所。

如此一來,我所找到的這個地點,會不會就是當年生活在這片土地恐龍的孵育場所(Hatching Field)?想到這裡,無限的興奮;回想起來,從一塊原本毫不起眼、差一點就被扔到垃圾筒的「爛石頭」,牽連出它是世界上最古老的恐龍胚胎,七年之後, 舊地重訪,不僅可以肯定地說,我找到了整窩的恐龍胚胎(只是還沒有大面積的發掘),還非常有可能,我們發現了地球上最古老恐龍們的整片孵育場,從恐龍學的角度來說,透過實際的化石,瞭解早期恐龍的繁衍機制,絕對是非常重要的;來日我會、也應該透過科學性的發掘,在這個地方,應該還有很多很多恐龍窩,其中也 有可能找到完整沒有孵化到胚胎程度的「壞蛋」。

哈!這塊應該是前肢骨頭,兩根較小的是尺骨和橈骨。

想到這裡,回到台灣之後,不禁大聲地喊出「由力卡(Eureka)」,我找到了!為什麼回到台灣才有如此的動作呢?其實很簡單,雲南那邊很多人,對於如此 重大的發現,根本不重視,也不知道應該重視,甚至還有人怪我沒事找事惹麻煩,對於生活在古生物寶地的人們來說,這些這麼重大的發現,根本沒啥了不起,又不能當飯吃,嗐,夏蟲怎可語冰呢?

從上面的推論來說,這次發現了地球上最古老、大約二億年前的恐龍孵育場,在學術上、宣傳上,重不重大?這當然是恐龍界的重量級「原子蛋」,可是,你知道嗎?不能高興得太早,大陸那邊成事不足敗事有餘的人,處處都有,就拿去年我和波昂大學雷眛斯博士共同發表我找到世界上最古老的恐龍胚胎化石來說,竟然還有號稱恐龍王者千里迢迢跑到台灣「好心奉勸」我說,最好不要發表,要不然有理說不清的官爺們就會沒完沒了;我真搞不懂,在那篇〈好蛋,不是壞蛋〉的文章中, 我已經把整個無意間發現的過程,都很詳細地敘述交代了,這完全是個偶然中樂透的巧合,事先有誰知道?無知顢頇的官僚,怎麼天天逼著我呢?難以想像如此的心 態,這件如此重大的發現,根本完全是無心插柳柳成蔭,如果當時我沒有撿起那塊爛石頭帶回來,如果我幾年來沒有棄而不捨地探討,怎麼會知道它是個寶貝呢?如 果不是寄到德國使用最先進的電腦斷層掃描儀器研究,誰會知道它竟然是個寶?諸如此類眾多的「如果」關卡,太多太多了,任何一個「如果」不是如此正向演變的話,連個屁也不會有,感激我都來不及了,還囉嗦什麼?

這一塊,也是好多骨頭膠結在一起,右上方有一塊脊椎骨,看到了嗎。

再者,我公開叫陣,整個雲南省有沒有人研究恐龍胚胎?有沒有人夠資格能做這方面的研究?有沒有掃描化石用的電腦斷層掃描等等先進的儀器設備?不說別的,雲南全省連個古生物系所都沒有,要談啥?再者,這塊樣本正在法國使用全球唯一的迴旋加速器附屬設備,重新以更高解析度掃描,雲南做得到嗎?世界上只有這麼一台設備,大陸好像沒有耶!急急逼著我把樣本送回去,而讓即將完成的研究工作終止,我真的不曉得是什麼心態,這塊化石已經二億多年了,難道無法再等幾個月? 說這些話的人,真的比三歲小孩子還沒有耐心,他們的理性,不知道跑到哪裡去了?換個角度來說,即便我立即把這塊化石送回雲南楚雄州去,打包票保證沒人能做 後續的研究工作,那豈不是烏龜吃大麥,糟蹋寶貴的糧食?何況,王八蛋們聽清楚,我有沒有把國寶帶出國門?你們不是堅持台灣是中國的一部份,那我帶一塊原本莫名其妙的石頭回台灣,有出國門嗎?如果我有未經批准帶國寶出國門,那麼正是你們在搞台獨,把台灣看成另外的國家,若是如此,該檢討寫報告的應該會是你哦!

總之,找到這些更小的東西,實際上收穫更大,Less is More.

本文原發表於催眠恐龍[2010-03-28]

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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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《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》