0

0
0

文字

分享

0
0
0

當上帝和達爾文擦肩而過──讀Charles Foster《當上帝遇見達爾文》

林書帆
・2013/07/10 ・4522字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 563 ・九年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

文 / 林書帆

達爾文演化論和基督教教義之間的衝突,在大多數人(包括我)的印象中可能都是從《物種源始》出版後開始的,但跟二十世紀初基要主義(fundamentalism)興起後的衝突比較起來,之前的論戰似乎又平和的多。基要主義的宗旨是堅持由字面理解聖經,基要主義者的爭執聚焦在義務教育的內容是否應包括演化論,他們一開始的目標是將達爾文學說徹底趕出學校,而且也取得某種程度的成功,但到了1960年代,事態的發展對基要主義創世論越來越不利,於是他們退而求其次,試圖將創世論包裝成一種科學,以取得和演化論同等的地位。[1]查爾斯.佛斯特(Charles Foster)在《當上帝遇見達爾文》中就做了這樣的嘗試。

《當上帝遇見達爾文》的封面文案發下豪語,說它可以為演化論和創世論數世紀以來的辯論「畫下句點」,但很遺憾的,讀完這本書之後,我覺得這廣告大概只能騙到此前對這個領域完全沒涉獵的人,而作者想要調和的兩邊極端份子恐怕也很難感到滿意。就像作者說的,我們很難確知韋伯福斯主教和赫胥黎那場著名的牛津辯論的實際情況,搞不好敵對雙方在會後還一起去吃晚餐。「上帝遇見達爾文」有很多種可能的情況,他們可能相談甚歡、話不投機,或根本只是擦肩而過,以為這種思考真會有「句點」,就跟以為能在五分鐘內證明達爾文是錯的一樣誇大不實。

這本書的英文原名是The Selfless Gene: Living with God and Darwin Charles,這個非常情緒化的主標題「無私的基因」,顯然是來自對道金斯(Richard Dawkins)《自私的基因》(The Selfish Gene)的反彈[2]。為什麼說情緒化,因為書中不僅對生物的利他行為論證薄弱,也沒多少和「基因」真正相關的內容。書中許多攻擊道金斯的段落,主要的批評集中在道金斯對宗教的態度,以及他的自私基因理論。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

佛斯特自言,他「乃因憂憤而寫此書」[3],但僅從《自私的基因》一書來看,我實在搞不懂他有什麼好憂憤的。

佛斯特對道金斯的批判大致有以下幾點:認為天擇/達爾文演化論及自私的基因是自然界的唯一「真理」(佛斯特對創世論者也有相同的批判)。宇宙的奧秘很難用單一理論解釋,這點我是同意的。Aldo Leopold很早就說過:「倘使我們洞悉關於雁的一切,那麼,這個世界將變得多麼無趣!」不過,有必要特別撻伐這一點嗎?誰沒有自己的信念呢?

除此之外,《自私的基因》中我覺得最迷人的概念「瀰」(meme,文化基因),因為「沒有證據證明它存在」而被佛斯特斥為「偽科學」[4],妙的是,佛斯特也許是為了把創世論跟科學連結在一起,花了很大力氣探討「有沒有證據?」這回事,問題是我怎麼看,都覺得他最在意的其實是他自己的奇檬子(日文,感覺之意),而這反而造成了許多矛盾。比如他批評說基因自私是「擬人論和荒唐的神人同性論」,可在講到孔雀尾巴的時候,他提到或許「有另外一種力量和天擇同時在發生作用:……一種因為美的本身而欣賞美的力量。」或許長尾基因有「荒謬和唯美的渴望」[5],這難道不是擬人論?他又舉了一個士兵營救同袍的例子,這個士兵如果沒有因此犧牲可能會得到勳章或名聲,但因為他救人時(可能)根本沒想到會有這些好處,所以可以說這是真正的利他行為。問題是,道金斯一開始就明言他不想討論動機心理學:「我的定義只是單就行為所產生的效應而下的。這種效應是否會提升或降低假設中『利他者』或『受惠者』的生存條件?這才是我想討論的主旨。」[6]所以佛斯特恐怕是在打稻草人。說到底,關於利他行為,他唯一舉出比較有說服力的例子就只有人類,而道金斯也說了「人們的生活方式受文化的影響,遠過於基因。」[7]因此拿人類當反證,我是覺得效力很有限。佛斯特說:「一個人在自然界所看到的是什麼,大半得看他是透過什麼樣的鏡頭來看。如果在看的時候只期望看到自私自利,那麼便會看到自私自利。因而一個人可以而且會解釋顯然的無私為自私。」[8]考慮到論證的合理及紮實程度,我認為所謂「顯然的無私」,不過也只是佛斯特透過他自己的鏡頭看到的東西罷了。再說,以奇檬子的角度而言,在自私基因的前提下提出利他的可能,不是比一開始就說基因是無私的還要動人嗎?

佛斯特的另一個矛盾,就是他宣稱要「殺死隱喻並剝其皮」[9],問題是整本書的比喻可多了,通常最有趣的部分也是這些比喻。而且最後他也沒告訴我們到底要如何殺死隱喻,大概要把我們的語言變成0與1才有可能吧。為什麼佛斯特要做這種自相矛盾的宣示?可能一方面是道金斯的理論讓他難以接受,一方面卻又折服於他的文字才華反彈出來的心態,又或者是創世論者汲汲於表現出所謂正統科學家的樣子,才刻意貶低被認為是文學語言的比喻修辭?巧的是,目前世界最大的科學協會美國化學協會(American Chemical Society)今年的年會中有一場關於科學傳播的演講,許多講者都認為,譬喻雖然有誤解的危險,但對科學傳播來說仍是「必要之惡」[10]。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

有時我內心的某個角落會懷疑,到底有沒有必要一一反駁那些厭惡自然界中捕食現象(像「耗損」和「殺戮」之類,我認為已經是人類主觀的用詞了)的人,即使這樣的厭惡再不合理,畢竟還是以同情心為出發點,這世界的惡意已經夠多了不是嗎?只要這些人沒有拔掉肉食動物的牙齒,殺光所有螳螂、蜘蛛和寄生蜂,是不是將這些論調視為純粹善意的發揮就好呢?

關於自然的腥牙血爪,安妮.迪勒(Annie Dillard的)《現世》及《汀克溪畔的朝聖者》著墨甚多,但我讀她的作品時,並沒有讀《當上帝遇見達爾文》那種強烈不對盤的感覺,一個可能的原因是迪勒的文字太美(《當》在這方面的遠遠不及,我不確定該怪譯者還是作者本人),另一個可能是,迪勒在行文中給人的感覺,並沒有試圖將人類的道德觀套用到其他生物身上。但佛斯特無法接受天擇的理由,竟然是因為如此一來「享受一次在林間的散步,便像看一場砍殺電影或一篇極端性虐待狂的文章一樣不道德。」[11]先撇開看砍殺電影和性虐待文章哪裡不道德這個大問題,為什麼造就自然界現況的力量非得是無私,才能「帶著教人識別鳥兒的書在鄉下地方愉快的散步」[12]?自然萬物又不是為了讓你心情好而存在的。所以我才說,說穿了他在乎的只是自己的「感覺」[13]。

或許我對這本書之所以有那麼多意見,是因為佛斯特讓我奇檬子不好,就像道金斯讓他奇檬子不好一樣。因為我就是被自私的基因理論說服,又會在野外看砍殺電影的人。我一向覺得人不可能完全沒有立場,宣稱自己發言中立的人是不可信的。我跟佛斯特在立場上最大的不同點,就是我傾向認為自然界整體是非道德的。我承認人類社會的運作不能排除道德,但如同世上千萬種生物皆有不同的生理構造,我認為應把道德視為人這種生物獨有的特徵,利爪對羚羊沒用,道德對其他生物的生存也沒有助益。將所有生物置於同一個人類的道德標準之下,就跟指責無尾鳳蝶不會像八重山紫蛺蝶一樣護卵,所以是失職的母親一樣可笑。義大利醫生Cesare Lombroso認為食蟲植物捕食蒼蠅也是一種犯罪行為[14],將人類的道德標準套用到其他生物身上,很容易得出這種荒謬的結論。難道沖繩小灰蝶會對棋石小灰蝶說,你們吃蚜蟲真是太殘忍了,應該跟我們一樣吃素?

美國知名建築師Frank Lloyd Wright曾說:「我信仰上帝,只是我稱之為大自然。」[15]我相信有野地經驗的人,或多或少都會跟道金斯一樣,覺得自己是「充滿宗教情感的非信徒」[16],我很能理解人在面對自然不可解的神秘時,會尋求宗教上的解釋,只是這神一定要是基督教的神嗎?對我而言,琉璃蛺蝶、斜紋貓蛛、黃長腳蜂本身就是神或神的一部分,從這角度來說,佛斯特堅持要找出姬蜂背後的「罪犯」,應該可以稱之為瀆神了吧。對於神與神之間殘酷又迷人的神蹟,並不一定非要解釋或解答不可,有些信徒不也認為聖經無須解釋?在遠藤周作的小說《深河》中,導遊江波對觀光客說:「所謂美麗、神聖,在這個國家(印度)是不一樣的。」[17]小說裡提到一位印度女神查姆達,祂的形象通常既悲慘又恐怖,腹部因饑餓而凹陷,四肢因痲瘋病而腐爛,還要從萎縮的乳房擠出乳汁餵哺成排的小孩。「查達姆或許不會判決任何人有罪,她只是忍受蠍子咬、饑餓,和一切痛苦而已。」[18]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

如果真有一個神能代表自然界,在我心中,祂就是查姆達。

宗教有其存在價值,但是否適合放在科學脈絡中檢視?雖然佛斯特非常在意證據這回事,但書中最讓我著迷的段落卻跟證據無關,Margaret Atwood的小說《末世男女》,談到人類無限制繁殖的原因是「因為人可以想像自己的死亡」[19]。佛斯特指出,伊甸園中有生命樹及知善惡樹,上帝之所以沒有特別禁止亞當夏娃吃生命樹的果實,是因為如果他們不去吃知善惡樹的果實,對死亡一無所知,自然也不會有想要長生不死的念頭,而一旦人有能力想像自己的死亡,不幸便由此而生。

由於一件非解剖學上的但深奧的事情發生,他們對自己、對彼此,和對世界的看法都有了戲劇性的改變。這一改變使他們有了自我意識、懼怕死亡、喜好手鐲;也將其社會和世界投入災禍性的複雜靈巧之中。所有這些都是一種新出現和影響廣大的能力的後果──問「如果……那怎麼辦?」這個問題的能力的後果。而上帝為了某個原因正是不想讓人問這個問題。任何歷史學家都會懂得上帝在擔心什麼。人類歷史上所有的不愉快,都與問和回答「如果……那怎麼辦?」這類問題有關。

「如果……那怎麼辦?」這類問題所造成的結果不只是戰爭、淫穢和神經病而已。
它也是莫札特、全身麻醉、莎士比亞、盤尼西林和法治。它是正當和可以實現的渴望,也是窮兇極惡的僭越。事實上它是整個的人類歷史,而不只是其可恥的點滴。(2011:208-209)

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

《當上帝遇見達爾文》全書最令我感動的部分,是這段關於想像力的文字,反而不是硬要跟「科學」扯上關係的論述。


  1. 張增一,〈創世論與進化論的世紀之爭〉
  2. 不過有人反彈也算是道金斯自找的,畢竟他在《自私的基因》序文中就說「拿這個真理來嚇嚇別人,或許可以得逞。」(2009:Ⅰ)有人被嚇到,所以生氣了。
  3. 佛斯特(Charles Foster),《當上帝遇見達爾文》(賈士蘅譯,初版,台北:商務印書館,2011),頁 iii。
  4. 佛斯特,《當上帝遇見達爾文》,頁89。
  5. 佛斯特,《當上帝遇見達爾文》,頁98。
  6. 道金斯(Richard Dawkins),《自私的基因》(趙淑妙譯,二版,台北:天下文化出版,2009)頁7。
  7. 道金斯,《自私的基因》,頁248。
  8. 佛斯特,《當上帝遇見達爾文》,頁92。
  9. 佛斯特,《當上帝遇見達爾文》,頁29。
  10. 〈科學傳播怎麼做?〉PanSci
  11. 佛斯特,《當上帝遇見達爾文》,頁iii。
  12. 佛斯特,《當上帝遇見達爾文》,頁94。
  13. 為求公平,在這裡要指出佛斯特自己也並非完全沒有察覺到他的矛盾:「自然是一種光彩、恐怖、喜悅和痛苦的混合飲料──不可思議而又令人迷惑。而我們卻希望它是由純粹的上帝汁液製成。」(2011:174)
  14. 古爾德,(Stephen Jay Gould)《達爾文大震撼》(程樹德譯,初版,台北:天下文化,1995),頁337。
  15. 轉引自艾克曼(Diane Ackerman),《艾克曼的花園》(莊安祺譯,初版,台北:時報出版,2002),頁81。
  16. 道金斯《上帝的迷思》(The God Delusion)首章章名(陳蓉霞譯,初版,海口:海南出版社,2010)。道金斯在這章指出:「對自然和宇宙的某種類似神祕主義的反應是科學家和理性主義者所共有的。」(2010:8)
  17. 遠藤周作,《深河》(林水福譯,初版,台北:立緒文化,2011),頁139。
  18. 吳明益,《家離水邊那麼近》(初版,台北:二魚文化,2007),頁258。按:據《深河》原作應為「查姆達」(Chamunda)而非「查達姆」。
  19. 愛特伍(Margaret Atwood),《末世男女》(韋清琦、袁霞譯,初版,台北:天培文化,2004),頁126。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
林書帆
15 篇文章 ・ 1 位粉絲
在東華大學華文所發現自己對科普書的興趣,相信E.O.Wilson說的「科學和人文藝術是由同一個紡織機編織出來的」。就像為蝴蝶命名這件事,誰能肯定林奈將「金色之馬」(Chrysippus)做為樺斑蝶的種名時,沒有一點文學想像呢?

0

2
0

文字

分享

0
2
0
從遺傳學角度剖析:女性能在體育場上超越男性嗎?——《運動基因》
行路出版_96
・2024/08/10 ・3712字 ・閱讀時間約 7 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

科學期刊的預言:女性能追趕甚至超越男性?

我在 2002 年還在讀大四時,第一次看到兩位 UCLA 生理學家的論文〈不用多久女性就會跑得比男性快?〉,當時我覺得這個標題很荒謬。在那之前我花了五個賽季,進行 800 公尺中距離跑步訓練,成績已經超越世界女子紀錄。而且我還不是自己接力隊上跑最快的。

但那篇論文發表在《自然》(Nature)期刊上,這是世上極具聲望的科學期刊,所以一定有些道理。大眾就是這麼認為的。《美國新聞與世界報導》雜誌在 1996 年亞特蘭大奧運之前,對一千個美國人做了調查,結果其中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。

1996 年亞特蘭大奧運前,一千位美國人中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。 圖/envato

《自然》期刊上那篇論文的作者,把男子組和女子組從 200 公尺短跑到馬拉松各項賽事歷年的世界紀錄畫成圖表,發現女子組紀錄進步得遠比男子組急速。他們用外推法從曲線的趨勢推斷未來,確定到 21 世紀前半葉,女性就會在各個賽跑項目擊敗男性。兩名作者寫道:「正因進步速度的差異實在非常大,而使(兩者)差距逐漸縮小。」

2004 年,趁著雅典奧運成為新聞焦點之際,《自然》又特別刊出一篇同類型的文章〈2156 年奧運會場上的重要衝刺?〉(Momentous Sprint at the 2156 Olympics?)──標題所指的,正是女子選手會在 100 公尺短跑比賽中,勝過男子選手的預計時間。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

2005 年,三名運動科學家在《英國運動醫學期刊》發表了一篇論文,省去問號開門見山在標題宣稱:〈女性終將做到〉(Women Will Do It in the Long Run.)。

難道男性主導世界紀錄的情況,始終是歧視女性、把女性排除於競技場外的結果?

20 世紀上半葉,文化規範與偽科學嚴重限制了女性參與運動競技的機會。在 1928 年阿姆斯特丹奧運期間,有媒體(捏造)報導指稱,女性選手在 800 公尺賽跑後筋疲力竭地躺在地上,這讓一些醫生和體育記者十分反感,使得他們認為這個比賽項目會危害女性健康。《紐約時報》上有篇文章就寫:「這種距離太消耗女性的體力了。」〔1〕那幾屆奧運之後,在接下來的三十二年間,距離超過 200 公尺的所有女子項目,都突然遭禁,直到 2008 年奧運,男女運動員的徑賽項目才終於完全相同。但《自然》期刊上的那幾篇論文指出,隨著女性參賽人數增多,看起來她們的運動成績到最後可能會與男性並駕齊驅,甚至比男性更好。

運動能力的基因密碼:性別差異的生物學根源

我去拜訪約克大學的運動心理學家喬.貝克時,我們談論到運動表現的男女差異,尤其是投擲項目的差異。在科學實驗裡證實過的所有性別差異中,投擲項目一直名列前茅。用統計學術語來說的話,男女運動員的平均投擲速度相差了三個標準差,大約是男女身高差距的兩倍。這代表如果你從街上拉一千個男子,其中 997 人擲球的力氣會比普通女性大。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

不過貝克提到,這種情形可能是反映女性缺乏訓練。他的太太是打棒球長大的,輕輕鬆鬆就能贏過他。他打趣說:「她會發出一束雷射光。」那麼這是生物學上的差異嗎?

男性和女性的 DNA 差異極小,僅限於在女性身上為X或男性為Y的那單一染色體。姊弟或兄妹從完全相同的來源取得基因,透過重組母親和父親的 DNA,確保兄弟姊妹絕對不會相近到變成複製人。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,它的全名是「Y 染色體性別決定區基因」。若要說有「運動能力基因」,那就非 SRY 基因莫屬了。人類生物學的安排,就是讓同樣的雙親能夠同時生育出男性的兒子和女性的女兒,即使傳遞的是相同的基因。SRY 基因是一把 DNA 萬能鑰匙,會選擇性地啟動發育成男性的基因。

我們在生命初期都是女性──每個人類胚胎在形成的前六週都是女性。由於哺乳動物的胎兒會接觸到來自母親的大量雌激素,因此預設性別為女性是比較合算的。在男性身上,SRY 基因到第六週時會暗示睪丸及萊氏細胞(Leydig cell)該準備形成了;萊氏細胞是睪丸內負責合成睪固酮的細胞。睪固酮在一個月之內會不斷湧出,啟動特定基因,關閉其他基因,兩性投擲差距不用多久就會出現。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

男孩還在子宮時,就開始發育出比較長的前臂,這使得他們日後投擲時會做出更有力的揮臂動作。儘管男孩和女孩在投擲技能方面的差異,不如成年男性和女性之間那麼顯著,但這種差異在兩歲幼童身上已經很明顯了。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,會選擇性地啟動發育成男性的基因。 圖/envato

文化與訓練的影響:投擲項目中的性別差距

為了確定孩童之間的投擲差距有多少與文化有關,北德州大學和西澳大學的科學家組成團隊,共同測試美國孩童與澳洲原住民孩童的投擲技能。澳洲原住民沒有發展出農業,仍過著狩獵採集生活,他們教導女孩丟擲戰鬥及狩獵用武器,就像教導男孩一樣。這項研究確實發現,美國男孩和女孩在投擲技能上的差異,比澳洲原住民男孩和女孩之間的差異顯著許多。不過儘管女孩因為較早發育長得較高較壯,男孩仍比女孩擲得更遠。

普遍來說,男孩不僅比女孩更善於投擲,視覺追蹤攔截飛行物的能力往往也出色許多;87% 的男孩在目標鎖定能力的測試上,表現得比一般女孩好。另外,導致差異的部分原因,至少看起來是因為在子宮的時期接觸到了睪固酮。由於先天性腎上腺增生症,而在子宮裡接觸到高濃度睪固酮的女孩,上述項目的表現會像男孩一樣,而不像女孩;患有這種遺傳疾病的胎兒,腎上腺會過度分泌男性荷爾蒙。

受過良好投擲訓練的女性,能輕易勝過未受訓練的男性,但受過良好訓練的男性,表現會大幅超越受過良好訓練的女性。男子奧運標槍選手擲出的距離,比女子奧運選手遠大約三成,儘管女子組使用的標槍比較輕。此外,女性投出的最快棒球球速的金氏世界紀錄是 65 mph(相當於時速 105 公里),表現不錯的高中男生的球速經常比這還要快,有些男子職業球員可以投出超過 100 mph(相當於時速 160 公里)的球速。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在跑步方面,從 100 公尺到 1 萬公尺,經驗法則是把菁英級表現差距定在 11%。從短跑到超級馬拉松,不管任何距離的賽跑,男子組的前十名都比女子組的前十名快大約 11%。〔2〕在職業等級,那就是個鴻溝。女子組的 100 公尺世界紀錄,跟 2012 年奧運男子組的參賽資格還差了四分之一秒;而在一萬公尺長跑,女子組的世界紀錄成績,與達到奧運參賽資格最低標準的男選手相比落後了一圈。

不論距離,男子組前十名的跑步速度普遍比女子組快約 11%。圖/enavato

投擲項目與純爆發力型運動項目的差距更大。在跳遠方面,女子選手落後男子 19%。差距最小的是長距離游泳競賽;在 800 公尺自由式比賽中,排名前面的女子選手,與排名前面的男子選手差距不到 6%。

預言女性運動員將超越男性的那幾篇論文暗示,從 1950 年代到 1980 年代,女性表現的進展遵循一條會持續下去的穩定軌跡,但在現實中是有一段短暫爆發,隨後趨於平穩──這是女子運動員,而非男子運動員進入的平穩期。儘管到 1980 年代,女性在 100 公尺到 1 英里各項賽跑的最快速度,都開始趨於穩定,但男子運動員仍繼續緩慢進步,雖然只進步一點點。

數字很明確。菁英女子選手並未趕上菁英男子選手,也沒有保持住狀況,男性運動員則在非常慢地進步。生物學上的差距在擴大。但為什麼原本就有差距存在?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

註釋

  1.  各報上氣不接下氣地報導 800 公尺女子選手紛紛倒在跑道上。正如運動雜誌《跑步時代》(Running Times)2012 年的一篇文章指出的,實情是只有一個女子選手在終點線倒下,其餘三名都打破了先前的世界紀錄。據稱人在現場的《紐約郵報》記者寫道,「11 位淒慘的女性」當中有 5 人沒有跑完,5 人在跑過終點線後倒下。《跑步時代》報導說,參賽的女運動員只有 9 個,而且全部跑完。
  2. 過去普遍認為,隨著比賽距離拉長,女子賽跑選手會超越男子選手。這是克里斯多福.麥杜格(Christopher McDougall)在《天生就會跑》這本很吸引人的書裡談到的主題,但不完全正確。成績非常優秀的跑者之間的 11% 差距,在最長距離和最短距離同樣穩固存在。儘管如此,南非生理學家卻發現,當一男一女的馬拉松完賽時間不相上下,那個男士在距離短於馬拉松的比賽中通常會贏過那個女士,但如果競賽距離加長到 64 公里,女士就會跑贏。他們報告說,這是因為男性通常比較高又比較重,比賽距離越長,這就會變成很大的缺點。然而在世界頂尖超馬選手當中,男女體型差異比一般群體中的差異小,而 11% 的成績差距,也存在於超級長距離的最優秀男女選手之間。

——本文摘自 大衛・艾普斯坦(David Epstein)運動基因:頂尖運動表現背後的科學》,2020 年 12 月,行路出版,未經同意請勿轉載

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

行路出版_96
21 篇文章 ・ 8 位粉絲
行路為「讀書共和國」出版集團旗下新創的出版社,出版知識類且富科普或哲普內涵的書籍,科學類中尤其將長期耕耘「心理學+腦科學」領域重要、具時代意義,足以當教材的出版品。 行路臉書專頁:https://www.facebook.com/WalkPublishing

1

20
0

文字

分享

1
20
0
不抽菸也會得肺癌?PM2.5 如何「叫醒」沉睡的癌細胞?
PanSci_96
・2024/06/25 ・4403字 ・閱讀時間約 9 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

不好意思,你很可能會得這種癌症。其實,我也是。

它就是台灣十大癌症榜首,肺癌。

現在,根據 2023 年 11 月衛福部發布的最新統計數字,肺癌一年的新增病人數已經超越大腸直腸癌,成為台灣每年癌症發生人數之最,堪稱臺灣人的「國民病」。

可怕的是,肺癌在癌症之中有三個之最:死亡率最高、發現時已經是晚期的比例最高、醫藥費也最高。現在再加上發生人數最高,堪稱從癌症四冠王。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

你說肺癌是抽菸的人的事?錯!台灣抽菸人口比例在全球排名 30,比日本、韓國、中國和多數歐洲國家都還低!顯然抽菸並不是肺癌的唯一主因!那難道是二手菸?還是空污惹的禍?還是台灣人的基因天生脆弱?我們到底要怎麼做才能遠離肺癌?

臺灣人的肺癌特別在哪?癌症和基因有關嗎?

根據衛福部國健署的說法,肺癌人數的增加,其實與 2022 年 7 月開始推動肺癌篩檢的政策有關。

隨著篩檢量的上升,近年內肺癌的確診人數預期還會再往上。

原來是因為篩檢量啊,那就不用擔心了。但換個角度想,這才是肺癌最可怕的地方,它可能已經存在在很多人身體裡,而我們卻沒能發現它。肺癌早期幾乎沒有症狀,高達 50% 的患者發現時已經是第 4 期。屆時不只肺部遍布腫瘤,癌細胞可能還轉移到大腦、骨頭等器官,讓治療變得加倍困難。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

對付肺癌,最關鍵點是愈早發現愈好。按照國健署統計,如果第 1 期就發現,5 年存活率可達九成以上,第 2 期發現降為六成,第 3 期存活率大約三成,一旦到第 4 期,僅僅剩下一成。

當然,最好的方法,就是做好預防,打從一開始就不讓癌細胞誕生。

那麼我們就要先了解問題到底是出在環境,還是你、我身體中的基因? 過去關於肺癌的遺傳研究,多半以歐美國家為主,套用到我們身上總有些牛頭不對馬嘴。幸好,我這裡一份以臺灣人為主角的大規模研究報告,將為我們揭露答案。

這份研究是由中央研究院團隊主導,結合臺灣大學、臺北醫學大學、臺中榮總等單位的研究,還登上生物領域頂尖期刊《Cell》2020 年 7 月的封面故事。非常具有權威性,不能不看。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

同時,這也是全球第一次完整剖析東亞地區肺癌的成因。他們的主題很明確:「為什麼不吸菸也會得肺癌?」

在西方,肺癌病人裡面只有 20% 左右的人不吸菸。但是在臺灣,卻有超過一半的肺癌病人都不抽菸,顯示有其他致癌要素潛伏在基因裡作怪。另外,臺灣肺癌病人的男女比例和西方人也大不同,臺灣女性通常更容易罹患肺癌。 為了瞭解肺癌,研究團隊取得肺癌病人的腫瘤和正常組織,解讀 DNA 序列和蛋白質表現量,最後鑑定出 5 種和西方人明顯不同的變異特徵。

其中最受關注的,是一種 APOBEC 變異,因為它有可能是臺灣女性為什麼容易罹患肺癌的關鍵。

這種變異特徵屬於內生性的,也就是人體機制自然產生的 bug。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

APOBEC 不是指單一基因,它是細胞內負責編輯 mRNA 的一組酵素,包含 11 個成員。主要功用是把胞嘧啶核苷酸(C)轉變尿嘧啶核苷酸(U)。簡單來說,APOBEC 原本是細胞正常活動的一環。但因為它有改寫核酸序列的能力,在 DNA 修復過程同時活躍時,就很有可能出事。這就像是一個創意豐富的阿嬤,看到破損的古畫,就在沒和別人討論的情況下上去東湊西補,用自己的方式重新修復了這件藝術。一個與原本不同的突變細胞可能就這樣產生了。

APOBEC 變異在臺灣女性病人身上特別明顯,舉例來說,60 歲以下沒有吸菸的女性患者,就有高達四分之三有這種變異特徵。研究團隊認為,APOBEC 出錯造成的基因變異可能是導致女性肺癌的關鍵。 除了內生性變異,另外一個容易導致肺癌發生的,就是周遭環境中的致癌物。

致癌物有哪些?

研究團隊總結出 5 種肺癌危險物質:烷化劑、輻射線、亞硝胺(Nitrosamine)、多環芳香烴(PAHs),還有硝基多環芳香烴(Nitro-PAHs)。

其中,亞硝胺類化合物主要來自食品添加物和防腐劑,多環芳香烴大多來自抽菸和二手菸,硝基多環芳香烴則是透過汽機車廢氣和 PM2.5 等毒害肺部。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖/unsplash

他們進一步分析,大略來說,女性在不同年紀,致癌因素也有差異。60 歲以下的女性肺癌病人,APOBEC 特徵的影響比較明顯;70 歲以上的女性患者,和環境致癌物的相關度比較高。 既然找到致癌原因,我們該如何著手預防呢?你知道肺癌,其實有疫苗可打!?

空氣污染和肺癌有關嗎?有沒有癌症疫苗?

想預防肺癌,有 2 種對策,一種是「打疫苗」,一種是「抗發炎」。

是的,你沒聽錯,英國牛津大學、跟佛朗西斯.克里克研究所,還有倫敦大學學院在 2024 年 3 月下旬公布,他們正在研發一款預防性的肺癌疫苗,就叫 LungVax。它所使用的技術,和過往牛津大學協同阿斯特捷利康藥廠製造 COVID-19 AZ 疫苗時的方法相似。

他們已經募到一筆 170 萬英鎊的經費,預計未來兩年資金陸續全數到位,第一批打算先試生產 3000 劑。不過,關於這款肺癌疫苗,目前透露的消息還不多,我們挺健康會持續追蹤這方面研究的進展。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在疫苗出來之前,我們還有第二個對策:抗發炎。發炎和肺癌有什麼關係呢?這就要先回到一個問題:為什麼空污會提高得肺癌的機率呢?

一個很直觀又有力的推測是,空污會導致肺部細胞 DNA 突變,因此而催生出腫瘤。

圖/unsplash

但是修但幾勒,科學要嚴謹,不能只看結果。科學史上發生過很多次表象和真實截然不同的事件,空污和肺癌會不會也是這樣?

2023 年 4 月《Nature》的一篇封面故事,明確地說:Yes!肺癌真的和我們想的不一樣。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

其實早在 1947 年,就有以色列生化學家貝倫布魯姆(Isaac Berenblum)質疑主流觀點,他提出的新假設是:除了 DNA 突變以外,癌細胞還需要其他條件才能坐大。用白話說,就是肺癌是個會兩段變身的遊戲副本頭目,正常細胞先發生變異,接著再由某個條件「扣下扳機」,突變細胞才會壯大成腫瘤。

也就是説,只要攔住任一個階段,就有機會能防範肺癌。假如這論點正確,全球肺癌防治的方向將會直角轉彎。

《Nature》的研究支持這個假說,扭轉了過去 70 多年來的看法。在這項里程碑研究中,臺灣也是要角。

時間回到 2020 年,《Nature Genetics》上發表了一份針對 20 種致癌物質的研究報告,包括鈷、三氯丙烷和異丙苯等,但注意,這研究指出這些致癌物大多沒有增加實驗鼠的 DNA 變異量。

這個現象實在太違反直覺,過了 3 年,疑團還是懸而未決。直到《Nature》的跨國研究出爐,才解開部分謎底。

英國倫敦佛朗西斯.克利克研究所主導 2023 年的一項研究,他們鎖定對象為肺腺癌。肺腺癌是典型「不吸菸的肺癌」,台灣每 4 個肺癌病人就有 3 人是肺腺癌,尤其是女性肺腺癌患者有高達九成不抽菸。 為了抽絲剝繭探明空污和肺癌的關係,研究團隊聚焦在肺腺癌患者常發生的表皮生長因子受體基因變異,縮寫 EGFR。他們收集英國、加拿大、韓國和臺灣四國大約 3 萬 3 千名帶有 EGFR 突變的病人資料,進行深入分析,並且發現 PM2.5 和肺腺癌發生率有顯著關聯。研究團隊進一步用小鼠做試驗,把小鼠分成吸入和未吸入 PM2.5 兩組,結果發現吸入組更容易長出惡性腫瘤。

圖/pexels

到目前為止都還不算太意外,然而,團隊切下肺部細胞、分析 DNA 以後發現,DNA 的突變量居然沒有明顯增加!但是有另一件事發生了:堆積在肺的 PM2.5 顆粒會吸引免疫細胞從身體各處聚集過來,並分泌一種叫做 IL-1β 的發炎因子,導致肺組織發炎。

這下子有趣了,根據克利克研究所團隊的檢驗結果,估計每 60 萬個肺部細胞有 1 個帶有 EGFR 突變,這些細胞在發炎環境裡會快馬加鞭生長。相反的,當他們給小鼠注射抑制 IL-1β 的抗體,肺癌發病率就跟著下降。 《Nature》一篇評論引述美國加州大學舊金山分校分子腫瘤學專家波曼(Allan Balmain)的看法。他總結說,空污致癌的主要機制,可能不是因為空污誘發了新突變,而是持續發炎會刺激原本已帶有突變的細胞生長。換句話說,本來在熟睡的壞細胞會被發炎反應「叫醒」。

這會給肺癌防治帶來巨大衝擊,這樣一來,問題就從「用公衛或醫療方法防止 DNA 變異」變成了「如何抑制發炎」。

人體的細胞每天不斷分裂,用新細胞替換老舊細胞。但是這就像工廠生產線,良率無法百分百,組裝幾十萬產品難免會做出幾件瑕疵品,也就是帶有基因突變的細胞。換句話說,從自然界角度來看,DNA 變異是一種自發現象,醫療手段實際上幾乎不可能阻止。

但是,降低發炎卻是有可能做到的,例如注射抑制 IL-1β 因子的抗體。不過,就公共衛生來說,要給幾千萬人施打抗發炎因子藥物根本不切實際,因為太花錢,而且也可能造成其他的副作用。 波曼在《Nature》評論裡建議,透過簡易可行的飲食方式來降低體內發炎,或許有機會減少某些癌症的風險。這也就是說,科學家應該重新回來審視,怎樣把每天的生活點滴點石成金變成防癌手段。

圖/unsplash

這也等於預告了肺癌的下一階段研究方向,除了內科、外科醫療科技持續精進,尋求預防惡性疾病的最佳飲食要素,也成為聚焦重點。

也想問問你,關於肺癌,你最看好的下一個突破是什麼呢?

  1. 希望有篩檢技術 2.0,不但百發百中,如果連X光都不必照,只要抽血就能順便驗出有沒有癌細胞,那該多好。
  2. 當然是癌症疫苗,最好是能一勞永逸。
  3. 科學證實有效的抗發炎防癌食物組合,我一定立刻加入菜單,不過還是希望味道要好吃啦。

留言告訴我們你的想法吧,如果你覺得這集的內容特別實用,記得分享給你的親朋好友!

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
所有討論 1

1

8
1

文字

分享

1
8
1
侏羅紀公園的場景可能真實發生?生物複製技術有哪些發展?複製人要出現了嗎?
PanSci_96
・2024/06/15 ・5062字 ・閱讀時間約 10 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

如果用我們的基因製造複製人,可以代替我們上班上課嗎?想像一下,如果世界上每個人都有一個雙胞胎分身?或者,如果我們可以克隆出已故的名人?甚至複製已故的寵物或親人?

當然,這些都是幻想,但複製生物技術的發展正在讓這個幻想漸漸變為現實⋯⋯

科幻小說的故事照進現實,在技術層面上有哪些困難?道德上又會引發哪些問題呢?

讓我們一起探索這項驚人技術的曲折歷程吧!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

今天的文章將會回答以下問題:

  1. 複製生物技術的早期實驗有哪些?又帶來什麼影響?
  2. 基因複製技術最大的困難是什麼?
  3. 複製技術面臨哪些主要挑戰和倫理道德問題呢?
  4. 複製生物技術除了複製生物還能有哪些應用?

克隆實驗早期的探索與突破?

複製生物技術的發展是一個漫長而曲折的過程,從 19 世紀末的早期實驗,到 20 世紀中葉的技術突破,再到 21 世紀的應用與挑戰。

胚胎實驗的歷史可以追溯到 19 世紀末,當時德國生物學家杜里舒(Hans Driesch,1867-1941)進行了一項開創性的實驗。他通過搖晃的方式將四個海膽胚胎細胞分離,並觀察到每個分離的細胞都能發育成完整的幼體,儘管體型較小。這一實驗證明了早期胚胎細胞具有全能性(totipotency),即早期胚胎的每個細胞都能發展成完整個體,這為後來的細胞核移植技術奠定了基礎。

圖/giphy

在 20 世紀初,植物學家發現通過嫁接和分裂植物組織可以產生與母體相同的植物。奧地利植物學家戈特利・哈伯蘭特(Gottlieb Haberlandt,1854-1945)提出了「植物細胞全能性」(totipotency)的概念,即每個植物細胞都具有發育成完整植物的潛力。哈伯蘭特的實驗主要是通過無菌技術培養植物細胞,雖然當時他並未成功培育出完整的植物,但他的理論和研究為後來的植物組織培養和克隆技術奠定了基礎。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

1914 年,德國生物學家漢斯・斯佩(Hans Speman,1869-1941)進行了另一個具有里程碑意義的實驗。他利用了一根嬰兒頭髮製作的環狀結,將其繫在受精的蠑螈卵細胞上,並將細胞核推到一側。當細胞核所在的一側開始分裂成多個細胞後,他鬆開結讓一個細胞核滑回未分裂的細胞一側,從而產生了兩個獨立的細胞群,這些細胞群最後發育成了兩個完整的胚胎。這是最早的核移植(nuclear transfer)實驗,顯示了細胞核在胚胎發育中的重要性​。

20 世紀中葉,科學家們進一步推動了克隆技術的發展。1952 年,美國科學家羅伯特・布里格斯(Robert Briggs,1911-1983)和湯瑪斯・金恩(Thomas Joseph King,1921-2000)首次成功地將青蛙胚胎細胞的細胞核移植到去核的卵細胞中,並培育出蝌蚪,雖然這些克隆青蛙無法存活至成年,但這實驗證明了細胞核可以在去核卵母細胞中重新編程,進而發育成新個體。

圖/giphy

桃莉羊的誕生:克隆技術的重要里程碑

克隆技術的重大突破出現在 1996 年,當時英國羅斯林研究所的伊恩・威爾穆特(Ian Wilmut,1944-2023)和基思·坎貝爾(Keith Campbell,1954-2012)成功地克隆了第一個成年哺乳動物,也就是廣為人知的——桃莉羊(Dolly)。他們使用的是一隻成年綿羊的乳腺細胞核,將其移植到一個去核的卵細胞中,最終培育出桃莉。這一成就震驚了全世界,因為它證明了成體細胞的基因信息可以被重置為胚胎狀態,並成功發育成為一個完整的生物體,標誌著克隆技術的一個重要里程碑​。

1996 年,成功地克隆了第一個成年哺乳動物,也就是廣為人知的——桃莉羊(Dolly)。圖/wikipedia

桃莉羊的誕生引發了廣泛的科學和倫理討論。一方面,科學家看到了複製技術在醫學研究、保護瀕危物種以及農業中的潛力。另一方面,社會各界對複製技術的倫理問題表示擔憂,特別是人類複製的可能性。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

桃莉羊的成功開啟了克隆技術的新篇章,此後,小鼠、牛、山羊等多種哺乳動物相繼被成功複製,展示了這一技術的廣泛應用潛力。同時,科學家們將目光投向了更為複雜的靈長類動物。

靈長類動物的複製技術在 21 世紀取得了進一步的突破。2018年,中國科學家成功利用與桃莉羊相同的「體細胞核轉植」技術複製出兩隻有相同基因的長尾彌猴「中中」和「華華」,標誌著克隆技術的又一個突破​。2020年中國又成功複製了恆河猴,並取名為「ReTro」,不同於印象中印象中複製動物壽命都很短或是飽受疾病之苦,ReTro 在今年(2024年)已經要滿四歲了,是首隻平安長大成年的複製恆河猴。

複製技術的挑戰?

儘管克隆技術在基因層面上已經相對成熟,但要複製出健康的個體仍然面臨巨大挑戰。許多克隆動物都表現出健康問題,如免疫系統缺陷、心血管問題、早衰、壽命縮短或在在肝、腎、肺、大腦、關節等地方產生發育上的缺陷,也有部分出現體型異常巨大的問題​​。例如綿羊的正常壽命約在 12 年左右,但桃莉羊在 6 歲時,就因關節炎與肺部感染而去世。

這主要是因為,細胞核在卵細胞中的重新啟動過程容易出現問題,導致克隆個體可能存在基因表達異常。即便是中國科學院成功複製的 ReTro 也只是難得成功的個案。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

基因複製出的人類會和本人完全一模一樣嗎?

克隆技術,特別是克隆人類,涉及複雜的倫理和道德問題。一方面,克隆技術可能會被用來治療某些疾病,或是用於治療遺傳疾病和器官移植,甚至延長壽命;但另一方面,它也可能被濫用,導致倫理危機。例如,克隆人類可能引發身份認同問題,並挑戰現有的社會和家庭結構​,反對者擔心擔心這樣的技術會對社會和人類本質造成不可預見的影響。

如果突破細胞核重新啟動的困境,複製出來的克隆人會和本人完全一樣嗎?

答案是:「不會」。

圖/imdb

美國演化生物學家阿亞拉(Francisco J. Ayala,1934-2023)在《美國國家科學院院刊》上提出,我們目前進行的生物複製實驗複製的只是「基因型」而非「表現型」。基因型指的是基因組成;而表現型指的是包含個體外表、解剖結構、生理機能以及智力、道德觀、審美、宗教價值觀等行為傾向和屬性,還有透過經驗、模仿、學習所獲得的特徵。表現型是基因與環境間複雜作用下的產物。基因型的複製就像是同卵雙胞胎,就算長得再像,他們怎麼樣都不會是「同一個人」。透過生物複製技術基因複製出的克隆人,其實也只不過是跟你擁有相同基因的雙胞胎而已。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

不過目前世界上也存在一種能複製表現型的技術,那就是——「AI」。

隨著人工智能技術的進步,模擬人類個性和行為變得越來越現實。例如,AI 可以通過學習大量數據來模擬特定個體的行為模式,甚至在某些情況下,AI 克隆可能會比生物克隆更具實用性。然而,這也帶來了新的風險,包括隱私泄露、數據濫用等​​。

複製技術在生物醫學領域來能有哪些應用?

複製技術的應用範圍廣泛,涵蓋了醫學研究、農業、生態保護等多個領域。

複製技術在生物醫學領域具有巨大的潛力。幹細胞治療可以利用克隆技術培育出患者自身的幹細胞,從而避免免疫排斥反應。製藥公司可以利用克隆動物來進行藥物測試,提高藥物研發的效率和準確性​。科學家也可以生產出大量具有相同基因組的細胞,用於研究疾病機制和開發新藥。克隆技術被用於創建動物模型,這些模型有助於研究人類疾病的機制和治療方法。例如,科學家利用克隆技術創建了患有阿爾茨海默症和帕金森症的動物模型,這些模型為藥物開發和治療策略的研究提供了重要的工具。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在農業領域,複製技術被用於繁殖優良品種,增加牲畜的生產力和抗病能力。通過克隆優秀的畜禽個體,農民可以提高產量,降低疾病風險,從而提高農業生產的效益。

此外,複製技術在生態保護方面也有重要的應用。許多瀕危物種由於種群數量減少,面臨滅絕的危險。科學家們利用複製技術試圖保護這些物種,例如,已經有研究成功克隆了瀕危的野生動物,為保護生物多樣性提供了新的方法。

圖/imdb

結論

總結而言,複製生物技術的發展歷程充滿了挑戰和機遇。從早期的胚胎細胞分離實驗,到 20 世紀中葉的核移植技術,再到 1996 年桃莉羊的成功,科學家們在不斷探索和突破。儘管技術上取得了許多進展,但複製健康個體的挑戰仍然存在。此外,倫理和道德問題也不容忽視。未來,隨著技術的不斷進步,克隆技術在生物醫學領域的應用將更加廣泛,但我們也必須謹慎對待其可能帶來的社會和倫理影響,我們需要謹慎管理這項強大的技術,在發揮其潛力的同時,避免可能帶來的社會和倫理風險。

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
所有討論 1