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用大砲打小鳥

timd_huang
・2011/06/06 ・7900字 ・閱讀時間約 16 分鐘 ・SR值 553 ・八年級

「用大砲打小鳥」這句成語,大家都聽過,它和「殺雞用牛刀」,略有一些共同的味道,都是指著使用太過龐大的工具,進行細小的工作,顯得不是那麼恰當,甚至有些礙手礙腳,糗狀百出,在正常人的狀況,應該盡量避開,免得招惹旁人的笑話;不過,人生的無奈,有時候明明知道,可是卻不得不如此,在此就是一個例子,寫下來作為「我也幹過此等傻事」的人生記錄;按:本文內用諸多如「啥鳥蛋」的字詞,絕無任何壞念頭,請不要想歪了,哈哈。

言歸正傳,為何我這次真的是「用大砲打小鳥」呢?簡單來說,我用了應該是全國最大的儀器裝置,在新竹的國家同步輻射研究中心的設備,透過它諸多的先進儀器,分析研究我手頭上的一些有趣的化石,探討這些大約兩億和六億年前古生物化石的奧祕;有關國家同步輻射研究中心的簡介,我從他們網站抄錄這些介紹:

同步加速器光源是二十世紀以來科技研究最重要的光源之一,已廣泛應用在材料、生物、醫藥、物理、化學、化工、地質、考古、環保、能源、電子、微機械、奈米元件等基礎與應用科學研究,因而被稱為現代的「科學神燈」。目前全球供實驗用的同步加速器光源設施超過七十座,同步加速器光源設施的建造已成為各國高科技能力的指標之一。

台灣的科學神燈–國家同步輻射研究中心位於新竹科學工業園區內,設立的宗旨為有效運轉及利用同步加速器光源設施,執行相關尖端基礎與應用研究,提升我國科學研究之水準及國際地位。本中心的同步加速器由國人設計建造完成,於 1993 年 10 月正式啟用,為亞洲第一座完成的第三代同步輻射設施。自 1994 年 4 月起開放光源供國內外學術科技界使用,隨著近幾年周邊實驗設施逐漸興建完成,國內外研究人員使用本中心光源的人次快速增加,研究成果在質與量上亦呈現大幅成長,各領域已做出數量可觀的世界一流科學實驗。

電子束由電子槍產生後,經過直線加速器加速至能量為五千萬電子伏特,電子束進入周長為七十二 (72) 公尺的增能環後,繼續增加能量至十五億電子伏特,速度非常接近光速(0.99999995 倍 );注射器產生的電子束經由傳輸線進入儲存環,傳輸線的長度為七十 (70) 公尺。

電子束進入六邊形設計、周長為一百二十 (120) 公尺的儲存環後,環內一系列磁鐵導引電子束偏轉並維持在軌道上,如此一來,電子束便能於每一圈的運行中在偏轉磁鐵切線方向或插件磁鐵下游放出同步輻射光。由於電子會因輻射而損失能量,因此環內裝置高頻系統,用來補充電子的能量。

請注意官網所描述的同步輻射器的大小,最前端有個 72 公尺的增能環,透過 70 公尺的傳輸線,進入 120 公尺的儲存環,最後才把光束分到各個工作站,總共跑了 262 公尺;如此龐大的設備,難道還不足以稱之為「大砲」嗎?絕對是的。

每單次掃描所得的照片,請注意看左下角尺標。

在每工作站所分析的標靶面積,實在小得不能再小,每次的掃描範圍,所能「看」到的地方,以我所用到的來說,只有 16×16 μm2 而已,這麼丁點大的面積,或說 16 μm 到底有多小?我們一般尋常百姓人家,往往難以想像體會,拿我們凡人生活中的實例來說:10 張 80 磅影印紙堆起來的厚度,大約為 1.2 mm,也就是說每一張紙的厚度為 0.12 mm,換算成為 120 μm,亦即,每一張紙的厚度,是每次掃描長度或寬度的 7.5 倍,一張我們認為是已經很薄很薄的紙,在此還是厚如泰山,它的厚度方向,必須分成 8 次掃描才能完成;也就是說,拿這邊的設備來看我們的化石,可以看到非常非常小的細微結構;當今有些恐龍學者說,恐龍就是鳥,鳥也是恐龍(兩者的關係很密切難分),故此,把我要做的恐龍稱之為「小鳥」、恐龍蛋叫做「鳥蛋」,也沒有過份到那裡去;我用同步輻射的設備來看很小的小恐龍–世界上最古老、1.92 億年前還沒有孵化出來的恐龍胚胎,總稱之為「用大砲打小鳥」並不離譜,絕對不誇張,哈哈!

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好了,既然我手中有「小鳥」等化石,也有機會利用國家「大砲」級的研究儀器,當然就不能客氣,就該好好「用大砲打小鳥」,如果還打不出什麼名堂來,真的應該好好打屁股了,沒有任何推托的藉口;於是,當被通知先去做樣本的準備切割之前,我就花了一番心思和時間,把想要做的 24 個幾類項目確定下來,選好每一類的化石樣本,還遵照宋博士所教導的,先把樣本埋在環氧樹脂(俗稱 AB 膠、哥倆好)、直徑約 2~3 公分的餅塊中,以便切割機切成所需要的薄片(厚度 30μm 以下),然後花了幾天的時間,從新店家到新竹去「上班」,開始進行來日用大砲打小鳥的樣本準備(Sample Preparation) 切片。

5x5張單次掃描所組成的一張馬賽克。

為了切割機能精密的切出所要的厚度,化石樣本必須先用環氧樹脂包起來,我還特地買了一公斤裝大罐的 AB 膠,又買了好多小朋友吃的果凍,勉強逼自己把那時候不知道有沒有含有毒塑化劑的果凍吃掉,拿果凍塑膠殼來當模子;這部份操作不算困難,只要抓住幾個要點:混和均勻、手腳快、抓好硬化時間只有五分鐘,把化石包埋起來,不算大問題;不過,在後來的切割中,發現當樣本要切得這麼薄的時候,如果環氧樹脂當中有氣泡,會嚴重地破壞切割效果,所以啊,以後我會在環氧樹脂硬化的過程中,用家裡的吸塵器加以抽真空,把樹脂起化學反應過程中所產生的氣泡消吸掉–不經一事,不長一智。

哼,不要以為上面短短幾句話的描述,說起來那麼簡單,實際做起來,卻是有些麻煩,最主要的關鍵是,每個切片的厚度要切到 30μm 以下,也就是說只是影印紙厚度的四分之一,要控制每個樣本都如此,真不容易;加上在這麼薄的情況下,當初用環氧樹脂時,沒想到裡面有好些小氣泡,切片時會捲起來,把那麼薄的樣本撕裂成無數的碎塊,要得到一片可用的樣本,可真是個大考驗;不過,在看著珍貴樣本在眼前粉碎成塵、心痛一兩次之後,馬上就想起了一個救急的方法,馬上在樣本上方,塗一點三秒膠,等三秒膠硬化之後,靠著三秒膠把樣本固著起來(其實貼上防水膠布也可以)–但是,如果樣本要拿去做有機分析(如弗立業轉換紅外線光譜,FTIR),用這些有機的膠水來包裹固定化石樣本,那就會自討苦吃。

總之,忙了一兩天,終於有了幾片勉強可用的,接下來,我們所申請的光束時間 (Beam Time) 還沒輪到,幸好,宋博士剛好有一點點空檔先給我,就把幾個樣本,先轉換到有如古代的銅錢(外園內方)的樣本框裡面,約略估計所要掃描的位置,放到樣本夾內,樣本夾中間有一條長度約 2 cm 的開縫,只有 1mm 寬度,圓心正中央的地方,有個 2mm 的圓孔,所要掃描的樣本,要大略對準樣本夾開縫的位置,並先在樣本準備室裡的定位儀拍照、測定出所要掃描的位置數據,然後放進 X 光透視顯微鏡 (TXM, Transmisstion X-ray Microscope) 去掃描;這些和接下來作業過程,承蒙該中心的宋、王兩博士的協助,衷心感激,沒有多久之後,在電腦螢幕上,就開始看到掃描的影像了,真是令人興奮。

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前面說過,實際每單次掃描的區域,只有 16×16 μm2 而已,實在是很(太)小,所以通常會做相鄰的 5×5(或 5×15)次範圍的馬賽克 (Mosaic);即便如此,整個畫面影像的範圍,也只是 80×80 μm2 而已,以前面紙張的厚度來說,80 μm 只有 2/3 的紙張厚度!雖然一張馬賽克大小有 80×80 μm2,畢竟還是太小,所以,經常需要往上往下或往左往右,掃描多張馬賽克,以拼湊出較大範圍的影像:如此一來,時間很快地飛逝過去,幾個小時,算得什麼一回事情,一抬頭,已夜深人靜,匆忙趕著最後的一班車回家,累得呼呼大睡。

次日,把幾張相鄰的馬賽克拼在一起,成為一張比較大的照片,整體看看,發現似乎先前所做的樣本切片,並沒有切得夠薄,除了邊邊的一小區域之外,大部份地方的影像,並不是很清楚,所以,為了做三維的掃描,只能挑選樣本最邊邊,而且有明顯突出之處,也就是尖尖的地方,剛開始的時候,我搞不懂,為何要挑最尖凸出的地方,以此樣本來說,有這麼明顯的稜角,就是典型的方解石結晶形狀,正好是我所不想做成三維模型之處,我要看的是化石裡面的組織細胞結構,而不是礦物方解石的填充,那有啥好看的?

3x3張(5X5)馬賽克所組成的大照片,大小為240X240µm2。

宋博士很耐心地解釋說,一則這個樣本做得太厚,大部份區域的影像已經不是很清楚了,想要做成三維模型,效果會更糟糕,再者,這個設備做三維掃描的方式,和一般的電腦斷層掃描不一樣,它是以平面影像的縱軸為中心,把樣本往左和往右旋轉,最多到 90度,然後透過專用的軟體,把這些照片(最多 181 張)組合成為三維模型,也是因為它需要做如此的旋轉,哈!我終於明白了,為什麼樣本夾中央會有那一條開口,就是要讓 X 光能打到樣本上,也瞭解了想做成三維模型的部位,為何需要挑選尖端凸出之處,而非任何想要的部位,要不然,當樣本旋轉到大角度的時候,標靶兩邊的樣本部份,就會遮住標靶區,無法得到所要的相片;〔按:一般的電腦斷層掃描,是平行式的,有如用刀子切小黃瓜片。〕

哼!這一下子,以後就必須好好考慮如何做樣本的準備,不只是把樣本切磨得夠薄,也必須找出方法,能把從前端掃描看到想做三維模型的部份切下來,安裝在玻璃針尖上,避免被鄰近區域擋住;在實際的操作上來說,這有相當的高困難度,因為所要的樣本大小,必須小於16 μm2,想把這麼小的東西好好切下來,實際操作上非常困難,到底要用什麼樣的切割工具?在什麼樣的顯微放大之下才能做到?在在都是問題,接下來,把所切下的微米樣本安裝到針尖上,功夫可沒那麼簡單;當然,有一招碰運氣,我把它戲稱之為「散彈打鳥法」,以時間換取空間的「偷吃步」,那就是把樣本研磨成粉狀,在高倍光學顯微鏡之下,把一顆粉粒黏到一根針尖頂端,因為磨成粉之後,不知道那顆粉粒才是所要的,只能多多做一些樣本,一個個拿去掃描,米粒夠多的話,青瞑雞也會啄到米,把時間耗下去撒出天羅地網,總會找到一個可用的樣本,產生所要的三維模型。

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說到這裡,或許對於這篇文章的題目「用大砲打小鳥」,該有比較多的瞭解,至少知道我是拿 262 公尺、8-11 keV 的 X 光「大砲」,打只有 16×16 μm2 的「小鳥」﹔現在來算看看,到底放大的倍率有多少?我們就不拿 262 公尺與 16 μm 來算是多少倍,這樣子除出來的數字,沒有意思﹔所要的是,到底用如此龐大的設備拍攝,可以拍出多麼細小的東西,也就是說,它可解析到什麼程度(尺寸)?據宋博士告知,她們這台穿透式 X 光顯微鏡的成像器,縱橫兩個方向,各有 1,024 個像素,各涵蓋 16 μm,所以,每個感光成像像素,對應於 0.015625 μm2,也就是大約 16 nm2 (奈米)平方的拍攝範圍,所要看的物件,只要大於 16 奈米平方,就可以解析出來﹔當然,如果把影像列印出來,可以列印大一些,也可以列印小一些,要算到底放大了多少倍,就要看列印的尺寸了。

從原始相片做出來(假色)的三滴模型, 最底下那一大片平滑亮面,是方解石,不是所要的, 上方那些密密麻麻孔孔洞洞才是所要的,但是看不出啥鳥蛋。

話說另一頭,因為初次樣本製作不是很好,這次用大砲打小鳥的效果,有一點俗語說的「烏龜吃大麥,糟蹋糧食」,不管是二滴(平面)或是三滴(立體)的,都不是很清楚,再加上,我對於到底這個樣本裡面會有啥米碗糕,到底我要看啥「鳥」,自己也根本不知道,所以該中心的王博士幫我做出的三滴影片,和自己手中列印出來的二滴馬賽克相片等,看來看去, 一直都沒有看出啥「鳥蛋」,一堆麻麻花花的黑白點,真的有看沒有懂。

從四月底拿到這些原始數據之後,不知道花了多少時間和心神,想要看出這些二滴和三滴的照片裡面所隱藏的奧祕,明明就在我眼前,怎麼會有看沒有給我懂出來?在漫長的一個多月的時間內,我不知道花了多少時間和精力,反覆了多少遍,使用各種影像處理的軟體,有二滴的,也有三滴的,斟過來看過去,就是有看沒有懂,有看沒有出來,我用人家那麼先進的大砲,到底有沒有打到了什麼鳥蛋?如果有打到,那又是打到什麼東東?這些相片裡面,到底隱藏了什麼奧祕?一直解不開謎底,真是沮喪,無形的心理壓力,也逐日累增,幾乎要爆炸了,同時也覺得非常對不起人家那麼熱心幫忙,此時只能怪自己有眼無珠,恨自己笨蛋到極點。

花了好大的力氣,把原來的三滴檔案放到OsiriX上後製作, 所得到的結果,還是花花花,有看沒有懂。

不知道什麼原因,王博士在處理製作成三滴影片的過程中,就是無法除去(橫切面看)最外圍的那層假的圓圈殼,我請他將檔案轉換成醫學斷層掃描用的 DICOM 格式,然後我在麥金塔上用免費的電腦斷層掃描軟體 OsiriX 做進一步的後處理,終於把蒙蔽內部的那層假殼去除掉,也輸出了新的三滴模型為蘋果公司的快時虛擬實境 (QTVR, QuickTime Virtual Reality) 格式,以便我在(也是免費的)快時播放器 (QuickTime Player) 7 版中,可以隨心所欲把模型放大縮小旋轉到任何角度,讓我從各種不同的方位,好好瞧瞧﹔不過,花了那麼多的時間和心血之後,還是沒看出什麼鳥蛋,真是洩氣,晚上睡覺都會做惡夢。

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過了好幾個禮拜如此痛苦的日子,一直都得不到解決,這裡面的一個關鍵點在於:我真的不知道到底要看什麼?或說,我想要看的目標,到底長得什麼樣子,從來沒有人看過,也幾乎沒有人能請教,或找到相關的文獻參考,真是求助無門啊!這塊樣本是埃迪卡拉紀黃楊清蓮體終端的實體化石 (Body Fossil),據目前的資料顯示,到現在為止,我這埃迪卡拉紀實體化石的發現,乃為世界首見,全世界從未發現過,過去文獻上所發表的埃迪卡拉紀化石,都是鑄模 (Casts/Imprints) 化石,所以不可能看到埃迪卡拉紀生物體內已經變成化石的細胞結構﹔我面臨的窘況,用比喻來說就容易瞭解明白:醫學院的學生,無法拿灌鑄出來的人形公仔(銅像、石膏像)來做大體解剖實習,必須使用真人的屍體才可以﹔到我發現這些樣本之前,所有的埃迪卡拉紀化石,都是 5.4 億年(寒武紀)以前的「公仔」,研究學者無法探討這些古生物體內的結構奧祕–根本沒有適當的研究材料,想要做埃迪卡拉紀生物的大體解剖,只有我手頭上才有真正的埃迪卡拉紀生物屍體,這同時也就是說,從來沒有人看過埃迪卡拉紀生物的細胞結構,沒有人知道它們長得什麼樣子,再者,因為埃迪卡拉紀的生物分類(界門綱目科屬種),到目前為止它們到底屬於那個生物界 (Kingdom) 也還難以定論,所以這些細胞會比較類似於植物細胞、或動物細胞、或原核細胞、或真核細胞?誰也說不準,誰也不知道,搞不好,它們有另外一套遊戲規則,因為它們有可能是一個或多個已經完全滅絕的生物界。

說到這裡,我也不怕被人家笑,說我是自己被自己的幻想春藥灌醉了,七老八十了,還活在一個毫無經濟利益可言的虛幻世界﹔可是、如果、萬一、「不幸」、走狗屎運、…、死也不死,真的被我透過研究這些死傢伙,找到了已經滅絕五六億年、從來未曾被發現過的「新」生物界,給我機會對全世界宣告:The Lost Kingdom Found,人生不就很夠本了嗎?我們凡人一輩子,能有幾次如此的機會?

從M1-08單張照片(左)上,我把橢圓形的結構標示出來(右)。

5 月 20 日,對我來說,總統就職三週年,根本沒有任何的意義,只是尋常百姓人家很平凡的一天,不過,在我研究埃迪卡拉紀實體化石的過程中,這可是一個大日子,非常關鍵的一天﹔這一天下午三點多,我正忙著修理老爺摩托車,突然接到研究同僚謝博士的電話,他到台北來,即將搭高鐵回台南,希望能在火車站和我碰個面聊聊,討論研究進展,於是我匆忙地搭捷運趕過去,在捷運車上看人家美女打瞌睡很無聊,就把這些化石的馬賽克照片拿出來再斟酌,或許是車子搖晃,加上剛好的光線強度和角度,照片上面似乎「跳」出好多橢圓形的圈圈,這裡一個,那裡一個,到處都是,每一張馬賽克上面都滿滿地一大堆,它們的長軸直徑,大約都在 5~20μm(細胞大小)之間,哇塞!這些是啥玩意?摘下眼鏡,揉揉眼睛再看,果真到處都是橢圓圈圈耶!我沒有老人家眼花撩亂吧?打一下自己的頭,我沒有做白日夢啊!照著剛才電光石火剎那間的直覺,抓住了那個難以文字描述的要領,原來,雖然我先前的樣本準備不夠好,導致掃瞄出來的相片不是很清楚,花了這麼久的時間,都不得要領看不出眉目來,但在這一刻這一剎那,終於開始看到了一些「東西」了,謝謝謝博士喊我去碰面,要不是如此,這堆照片還可能要躺很久,至少要等到下一次的光束時間以較薄樣本重新掃描出來之後,或許,如果幸運的話,才能看出名堂來!在台北火車站短短的碰面中,我迫不急待地指給謝博士看,他終於也看出來,也同意這些 TXM 馬賽克照片裡面,的確有好多好多的橢圓圈圈,加上它們的長軸直徑 5~20μm,也符合細胞的直徑〔按:紅血球細胞直徑大約 10μm〕,尤力卡!

好了,既然在平面二滴的馬賽克相片上有看到不好計數的橢圓圈圈,如果以同樣的要訣重新檢驗那個三滴立體模型,理論上應該可以看到這些我認為是黃楊清蓮體細胞橢圓圈圈的三滴結構,也就是這個大約 5.65 億年前古生物的立體細胞形狀﹔於是乎,又歷經了好多輾轉反側難以入眠的夜晚,硬著頭皮好好用幾個免費從網路抓下來的醫學用立體渲染 (Volume Rendering) 應用軟體,如 OsiriX,VR-Render 等等,一面學,一面用,能做多少算多少,只要能讓我看出這些橢圓圈圈的三滴結構,在此階段,我就很滿足了。

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埃迪卡拉紀黃楊清蓮體終端的立體細胞結構。

我沒錢買專業用的軟體,只能從網路下載免費軟體(Freeware),經過無數次的程式撞毀 (Program Crash),心理早就有準備,程式撞毀是必然的結果,總之,跌跌撞撞,東搞搞西摸摸,終於「切入」了前面的三滴模型,從立體的角度看到這些細胞的結構:右邊這張圖很清楚的顯現,這些外型如橄欖球細胞的四分 (Quadrant) 形狀。

什麼?你還是看不出來?那裡有立體的細胞結構?一堆黃色棕色黑色的點罷了﹔好吧,送佛就要送到西天,好人做到底,接下來的這張,我把此立體柱狀體的幾個交界線(總共 12 條)用綠色的虛線標示(7 條,另有 5 條被擋住看不見)出來,再把兩個部份細胞的位置,再分別以白色和藍色線標示出來;這個白色線所標示的細胞,其實只有(大約)整個外形如橄欖球細胞的四分之一,也就是說,想像你拿個橄欖球,像剖西瓜那樣,沿著長軸一刀切下去,切成兩半,這時候,你會看到一個橢圓的圈圈,接著,再從垂直於此剖面、同時也垂直於橢圓長軸的方向又切一刀,就會得到類似如此的四分切片,穿越此白橢圓圈圈的綠色虛線,就是長方立體柱的交界線,這就是這張圖所顯示的;說了這麼清楚,你還看不出來,那就是你的眼睛該去檢查一下囉!

三滴的埃迪卡拉紀黃楊清蓮體終端標示圖。

最後,來做個小階段的檢討算帳:我「 用大砲打小鳥」,有沒有打到東西?答案絕對是肯定的;有沒有打到很多「 小鳥 」?有,打到很多,沒有好好去算有多少個,也不必去算;那麼,到底打到了什麼「鳥蛋」?嗯,這個,這個,(我講話開始啼啼吐吐了)目前只能說,應該是外型如橄欖球狀的細胞結構;能確定是細胞的形態嗎?嗚,嗚,應該是吧!整個結構的長度,也符合細胞的長度,在 5~20μm 之間;那麼,假設真的找到了 5.65 億年前埃迪卡拉紀黃楊清蓮體的細胞,這些細胞裡面的結構又如何?啊,啊,莫宰羊,從目前的相片和三滴模型,還不夠精確,加上我根本沒有細胞組織學 (Cellular Histology) 的訓練,實在沒辦法置一詞,只能等下次光束時間重新掃描,取得更好的解析效果,並找到在這方面專精的學者專家,如謝博士等人,一起來研究,我們團隊應該可以提出更詳盡的報告來。

順便一提:我這個研究課題,絕對很有趣,對於地球生命演化,絕對重要,在此,我廣發武林英雄帖,誠心邀請能者跳到擂台上來,加入我的團隊,讓我們一起來幹一件驚動武林轟動萬教傻事。

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現在,端午節到了,我要吃粽子去了!

本文同步發表於催眠恐龍[2011-06-06]

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timd_huang
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跟我玩恐龍去!

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從PD-L1到CD47:癌症免疫療法進入3.5代時代
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/25 ・4544字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作,泛科學企劃執行

如果把癌細胞比喻成身體裡的頭號通緝犯,那誰來負責逮捕?

許多人第一時間想到的,可能是化療、放療這些外來的「賞金獵人」。但其實,我們體內早就駐紮著一支最強的警察部隊「免疫系統」。

既然「免疫系統」的警力這麼堅強,為什麼癌症還是屢屢得逞?關鍵就在於:癌細胞是偽裝高手。有的會偽造「良民證」,騙過免疫系統的菁英部隊;更厲害的,甚至能直接掛上「免查通行證」,讓負責巡邏的免疫細胞直接視而不見,大搖大擺地溜過。

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過去,免疫檢查點抑制劑的問世,為癌症治療帶來突破性的進展,成功撕下癌細胞的偽裝,也讓不少患者重燃希望。不過,目前在某些癌症中,反應率仍只有兩到三成,顯示這條路還有優化的空間。

今天,我們要來聊的,就是科學家如何另闢蹊徑,找出那些連「通緝令」都發不出去的癌細胞。這個全新的免疫策略,會是破解癌症偽裝的新關鍵嗎?

科學家如何另闢蹊徑,找出那些連「通緝令」都發不出去的癌細胞。這個全新的免疫策略,會是破解癌症偽裝的新關鍵嗎?/ 圖片來源:shutterstock

免疫療法登場:從殺敵一千到精準出擊

在回答問題之前,我們先從人類對抗癌症的「治療演變」說起。

最早的「傳統化療」,就像威力強大的「七傷拳」,殺傷力高,但不分敵我,往往是殺敵一千、自損八百,副作用極大。接著出現的「標靶藥物」,則像能精準出招的「一陽指」,能直接點中癌細胞的「穴位」,大幅減少對健康細胞的傷害,副作用也小多了。但麻煩的是,癌細胞很會突變,用藥一段時間就容易產生抗藥性,這套點穴功夫也就漸漸失靈。

直到這個世紀,人類才終於領悟到:最強的武功,是驅動體內的「原力」,也就是「重新喚醒免疫系統」來對付癌症。這場關鍵轉折,也開啟了「癌症免疫療法」的新時代。

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你可能不知道,就算在健康狀態下,平均每天還是會產生數千個癌細胞。而我們之所以安然無恙,全靠體內那套日夜巡邏的「免疫監測 (immunosurveillance)」機制,看到癌細胞就立刻清除。但,癌細胞之所以難纏,就在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

免疫系統中,有一批受過嚴格訓練的菁英,叫做「T細胞」,他們是執行最終擊殺任務的霹靂小組。狡猾的癌細胞為了躲過追殺,會在自己身上掛出一張「偽良民證」,這個偽裝的學名,「程序性細胞死亡蛋白配體-1 (programmed death-ligand 1, PD-L1) 」,縮寫PD-L1。

當T細胞來盤查時,T細胞身上帶有一個具備煞車功能的「讀卡機」,叫做「程序性細胞死亡蛋白受體-1 (programmed cell death protein 1, PD-1) 」,簡稱 PD-1。當癌細胞的 PD-L1 跟 T細胞的 PD-1 對上時,就等於是在說:「嘿,自己人啦!別查我」,也就是腫瘤癌細胞會表現很多可抑制免疫 T 細胞活性的分子,這些分子能通過免疫 T 細胞的檢查哨,等於是通知免疫系統無需攻擊的訊號,因此 T 細胞就真的會被唬住,轉身離開且放棄攻擊。

這種免疫系統控制的樞紐機制就稱為「免疫檢查點 (immune checkpoints)」。而我們熟知的「免疫檢查點抑制劑」,作用就像是把那張「偽良民證」直接撕掉的藥物。良民證一失效,T細胞就能識破騙局、發現這是大壞蛋,重新發動攻擊!

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狡猾的癌細胞為了躲過追殺,會在自己身上掛出一張「偽良民證」,也就是「程序性細胞死亡蛋白配體-1 (programmed death-ligand 1, 縮寫PD-L1) 」/ 圖片來源:shutterstock

目前免疫療法已成為晚期癌症患者心目中最後一根救命稻草,理由是他們的體能可能無法負荷化療帶來的副作用;標靶藥物雖然有效,不過在用藥一段期間後,終究會出現抗藥性;而「免疫檢查點抑制劑」卻有機會讓癌症獲得長期的控制。

由於免疫檢查點抑制劑是借著免疫系統的刀來殺死腫瘤,所以有著毒性較低並且治療耐受性較佳的優勢。對免疫檢查點抑制劑有治療反應的患者,也能獲得比起化療更長的存活期,以及較好的生活品質。

不過,儘管免疫檢查點抑制劑改寫了治癌戰局,這些年下來,卻仍有些問題。

CD47來救?揭開癌細胞的「免死金牌」機制

「免疫檢查點抑制劑」雖然帶來治療突破,但還是有不少挑戰。

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首先,是藥費昂貴。 雖然在台灣,健保於 2019 年後已有條件給付,但對多數人仍是沉重負擔。 第二,也是最關鍵的,單獨使用時,它的治療反應率並不高。在許多情況下,大約只有 2成到3成的患者有效。

換句話說,仍有七到八成的患者可能看不到預期的效果,而且治療反應又比較慢,必須等 2 至 3 個月才能看出端倪。對患者來說,這種「沒把握、又得等」的療程,心理壓力自然不小。

為什麼會這樣?很簡單,因為這個方法的前提是,癌細胞得用「偽良民證」這一招才有效。但如果癌細胞根本不屑玩這一套呢?

想像一下,整套免疫系統抓壞人的流程,其實是這樣運作的:當癌細胞自然死亡,或被初步攻擊後,會留下些許「屍塊渣渣」——也就是抗原。這時,體內負責巡邏兼清理的「巨噬細胞」就會出動,把這些渣渣撿起來、分析特徵。比方說,它發現犯人都戴著一頂「大草帽」。

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接著,巨噬細胞會把這個特徵,發布成「通緝令」,交給其他免疫細胞,並進一步訓練剛剛提到的菁英霹靂小組─T細胞。T細胞學會辨認「大草帽」,就能出發去精準獵殺所有戴著草帽的癌細胞。

當癌細胞死亡後,會留下「抗原」。體內的「巨噬細胞」會採集並分析這些特徵,並發布「通緝令」給其它免疫細胞,T細胞一旦學會辨識特徵,就能精準出擊,獵殺所有癌細胞。/ 圖片來源:shutterstock

而PD-1/PD-L1 的偽裝術,是發生在最後一步:T 細胞正準備動手時,癌細胞突然高喊:「我是好人啊!」,來騙過 T 細胞。

但問題若出在第一步呢?如果第一關,巡邏的警察「巨噬細胞」就完全沒有察覺這些屍塊有問題,根本沒發通緝令呢?

這正是更高竿的癌細胞採用的策略:它們在細胞表面大量表現一種叫做「 CD47 」的蛋白質。這個 CD47 分子,就像一張寫著「自己人,別吃我!」的免死金牌,它會跟巨噬細胞上的接收器─訊號調節蛋白α (Signal regulatory protein α,SIRPα) 結合。當巨噬細胞一看到這訊號,大腦就會自動判斷:「喔,這是正常細胞,跳過。」

結果會怎樣?巨噬細胞從頭到尾毫無動作,癌細胞就大搖大擺地走過警察面前,連罪犯「戴草帽」的通緝令都沒被發布,T 細胞自然也就毫無頭緒要出動!

這就是為什麼只阻斷 PD-L1 的藥物反應率有限。因為在許多案例中,癌細胞連進到「被追殺」的階段都沒有!

為了解決這個問題,科學家把目標轉向了這面「免死金牌」,開始開發能阻斷 CD47 的生物藥。但開發 CD47 藥物的這條路,可說是一波三折。

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不只精準殺敵,更不能誤傷友軍

研發抗癌新藥,就像打造一把神兵利器,太強、太弱都不行!

第一代 CD47 藥物,就是威力太強的例子。第一代藥物是強效的「單株抗體」,你可以想像是超強力膠帶,直接把癌細胞表面的「免死金牌」CD47 封死。同時,這個膠帶尾端還有一段蛋白質IgG-Fc,這段蛋白質可以和免疫細胞上的Fc受體結合。就像插上一面「快來吃我」的小旗子,吸引巨噬細胞前來吞噬。

問題來了!CD47 不只存在於癌細胞,全身上下的正常細胞,尤其是紅血球,也有 CD47 作為自我保護的訊號。結果,第一代藥物這種「見 CD47 就封」的策略,完全不分敵我,導致巨噬細胞連紅血球也一起攻擊,造成嚴重的貧血問題。

這問題影響可不小,導致一些備受矚目的藥物,例如美國製藥公司吉立亞醫藥(Gilead)的明星藥物 magrolimab,在2024年2月宣布停止開發。它原本是預期用來治療急性骨髓性白血病(AML)的單株抗體藥物。

太猛不行,那第二代藥物就改弱一點。科學家不再用強效抗體,而是改用「融合蛋白」,也就是巨噬細胞身上接收器 SIRPα 的一部分。它一樣會去佔住 CD47 的位置,但結合力比較弱,特別是跟紅血球的 CD47 結合力,只有 1% 左右,安全性明顯提升。

像是輝瑞在 2021 年就砸下 22.6 億美元,收購生技公司 Trillium Therapeutics 來開發這類藥物。Trillium 使用的是名為 TTI-621 和 TTI-622 的兩種融合蛋白,可以阻斷 CD47 的反應位置。但在輝瑞2025年4月29號公布最新的研發進度報告上,TTI-621 已經悄悄消失。已經進到二期研究的TTI-622,則是在6月29號,研究狀態被改為「已終止」。原因是「無法招募到計畫數量的受試者」。

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但第二代也有個弱點:為了安全,它對癌細胞 CD47 的結合力,也跟著變弱了,導致藥效不如預期。

於是,第三代藥物的目標誕生了:能不能打造一個只對癌細胞有超強結合力,但對紅血球幾乎沒反應的「完美武器」?

為了找出這種神兵利器,科學家們搬出了超炫的篩選工具:噬菌體(Phage),一種專門感染細菌的病毒。別緊張,不是要把病毒打進體內!而是把它當成一個龐大的「鑰匙資料庫」。

科學家可以透過基因改造,再加上AI的協助,就可以快速製造出數億、數十億種表面蛋白質結構都略有不同的噬菌體模型。然後,就開始配對流程:

  1. 先把這些長像各異的「鑰匙」全部拿去試開「紅血球」這把鎖,能打開的通通淘汰!
  2. 剩下的再去試開「癌細胞」的鎖,從中挑出結合最強、最精準的那一把「神鑰」!

接著,就是把這把「神鑰」的結構複製下來,大量生產。可能會從噬菌體上切下來,或是定序入選噬菌體的基因,找出最佳序列。再將這段序列,放入其他表達載體中,例如細菌或是哺乳動物細胞中來生產蛋白質。最後再接上一段能號召免疫系統來攻擊的「標籤蛋白 IgG-Fc」,就大功告成了!

目前這領域的領頭羊之一,是美國的 ALX Oncology,他們的產品 Evorpacept 已完成二期臨床試驗。但他們的標籤蛋白使用的是 IgG1,對巨噬細胞的吸引力較弱,需要搭配其他藥物聯合使用。

而另一個值得關注的,是總部在台北的漢康生技。他們利用噬菌體平台,從上億個可能性中,篩選出了理想的融合蛋白 HCB101。同時,他們選擇的標籤蛋白 IgG4,是巨噬細胞比較「感興趣」的類型,理論上能更有效地觸發吞噬作用。在臨床一期試驗中,就展現了單獨用藥也能讓腫瘤顯著縮小的效果以及高劑量對腫瘤產生腫瘤顯著部分縮小效果。因為它結合了前幾代藥物的優點,有人稱之為「第 3.5 代」藥物。

除此之外,還有漢康生技的FBDB平台技術,這項技術可以將多個融合蛋白「串」在一起。例如,把能攻擊 CD47、PD-L1、甚至能調整腫瘤微環境、活化巨噬細胞與T細胞的融合蛋白接在一起。讓這些武器達成 1+1+1 遠大於 3 的超倍攻擊效果,多管齊下攻擊腫瘤細胞。

結語

從撕掉「偽良民證」的 PD-L1 抑制劑,到破解「免死金牌」的 CD47 藥物,再到利用 AI 和噬菌體平台,設計出越來越精準的千里追魂香。 

對我們來說,最棒的好消息,莫過於這些免疫療法,從沒有停下改進的腳步。科學家們正一步步克服反應率不足、副作用等等的缺點。這些努力,都為癌症的「長期控制」甚至「治癒」,帶來了更多的希望。

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從一片荒蕪到綠色星球:細菌與光合作用如何重塑地球——《你的身體怎麼來的?》
商周出版_96
・2025/01/27 ・3861字 ・閱讀時間約 8 分鐘

喜出望外

海中糟粕化為盎然綠意

這個星球現在仰仗光合作用運轉。

──史緹耶可.戈盧比奇(Stjepko Golubic)

四十億年前,地球的陸塊相當單調,黑色、褐色、灰色的岩石上一片荒蕪,火山朝著無氧的大氣噴發毒素,人類乘坐時光機回到那時間點會立刻窒息。當時地球上僅有的生命形態是細菌,以及比英文句號還小得多的單細胞生物。然而若往前快轉幾十億年,來到距今僅三億五千萬年前後,會發現大氣中氧含量接近人類已經習慣了的百分之二十一,這是個很奢華的數字。

那個年代,海洋中滿是巨大生物四處洄游,植物入侵陸地並為人類的演化鋪路。地球從無法居住的荒土蛻變為藍綠色的生命樂園,這麼戲劇性的轉折是什麼力量在背後推動?

種種因素之中有一項特別醒目:直到一九六〇年代人類才開始意識到光合作用的力量不下於各種地質學事件,改造這顆星球的手段神祕且驚奇,非常難以想像。

地球從荒土到生命樂園的蛻變,歸功於光合作用的出現。圖 / unsplash

改造過程中,光合作用或許曾經引發大規模生物滅絕。科學家一度認為其威力能夠與核戰浩劫相提並論,使這顆行星被寒冰覆蓋化作巨型雪球。但同時光合作用又輔助、甚至促成「不可能」的演化捷徑,進而提高生命多樣性,最終使植物甚至人類得以存在。科學家如何研究太古時代的自然變動?而光合作用又如何將地球鬧得天翻地覆?

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疊層石背後的生命故事

十九世紀末期,有人找到能夠追溯光合作用悠久歷史的第一條線索。那時候沒有任何證據指向距今大約五億五千萬年的寒武紀之前有生命存在,然而一八八二年冬天美國大峽谷深處名叫查爾斯.沃爾科特(Charles Walcott)的岩石收藏家改變了一切,後來還當上史密森尼學會的主席。

沃爾科特的故鄉是化石天堂紐約州由提卡市(Utica)。小時候他生得瘦瘦高高,喜歡在父母的農場以及附近未來岳父擁有的採石場內找化石,十八歲離開校園之後先去五金行當店員,卻自己閱讀教科書、研究化石並撰寫論文、與著名地質學家通信來維繫心中熱情。他曾經蒐集古代海洋生物三葉蟲的化石標本,品質在全世界而言也是數一數二,後來慷慨出售給了哈佛大學。

沃爾科特的勘探技巧十分高明,也藉此就職於新成立的美國地質調查局。一八八二年十一月,地質調查局局長、同時自己也是探險家的約翰.威斯利.鮑威爾(John Wesley Powell)要求沃爾科特勘測迄今為止無法進入的大峽谷深處。

鮑威爾之前嘗試過,但只能乘坐小木舟趁漂流時稍微觀察最底層岩石,後來他就在偶爾有「刺骨寒霧、雪花飛旋」的地方紮營監督,帶人修建一條從峽谷邊緣延伸到下方三千英尺(約九百一十四公尺)處溫暖地帶的陡峭馬徑,並且讓時年三十三歲的沃爾科特帶著三名工人和足夠支撐三個月的食物、九匹上鞍的騾子沿著那條臨時小徑進入谷底。

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「高原之後就會積滿雪,」鮑威爾告訴他:「春天之前你和搬運工無法離開峽谷。希望這段時間裡,你能好好研究地層序列,盡量收集化石。祝好運!」

對沃爾科特而言,這是千載難逢的機會。他已經發現一些已知的最古老化石,例如神似甲殼類但奇形怪狀的三葉蟲。此外,達爾文發表《物種起源》不過四十年前,但因為缺乏最原始的動植物或細菌化石而遭到很多抨擊。批評者仗著沒有化石這點堅稱所有物種都是神造,懷疑論者也要求達爾文證明古代有過更單純的生物,可惜他只能委婉表示若生物體很小就不容易留下化石,希望有朝一日會出現。

充滿驚喜的山谷

沃爾科特深知達爾文的窘境。他沿著陡峭原始小徑下降到幾乎沒有生命跡象的大峽谷谷底,然後用心觀察周遭環境。山谷、懸崖,除了石頭還是石頭,但這一隅紅色天地很得他喜愛,不過同行的化石收集家、廚師和馱獸管理員就未必能夠分享那份悸動了。

他們沿著八百英尺(約兩百四十四公尺)峭壁吃力前行,其中一段就是現在的南科維山徑(NankoweapTrail),一般認為是大峽谷裡最危險的路線,河流地形坡陡水急即使沿岸也難以行走,有時候不得不自己開路以求深入。後來一頭騾子死亡、另外兩頭受傷。旅程中至少一次,沃爾科特筆中的墨水結凍了,但又必須在篝火邊融冰為水給騾子飲用。但最可怕的其實是死寂與孤獨,才三個星期就導致那位化石收集家夥伴憂鬱求去。但沃爾科特不同,能來到谷底他太興奮了,堅持了七十二天才踏上歸途。

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有一天他爬上爬下,對部分岩石中層層線條感到好奇,乍看很像切開的包心菜。這些圖案極不尋常,所以沃爾科特認定是生物,後來將其命名為藍綠菌(最初曾視為藻類)。他還聯想到自己在紐約州看過來自寒武紀時期的類似化石,取「隱含生命」的含義命名為隱藻化石(Cryptozoön)。然而大峽谷的情況有點不同,這些化石明顯可見,卻又位於更古老的岩層內,因此歷史比任何其他已發現的化石都久遠。

沃爾科特在大峽谷的古老岩層中發現了類似藍綠菌的化石,命名為隱藻化石,揭示比已知更古老的生命存在。圖 / unsplash

沃爾科特後來在蒙大拿州等地持續發現同樣古老的隱藻化石,接著其他古生物學家也在前寒武紀岩石內察覺到疑似化石的特殊圖案,種種線索指向最原始生命形式的證據可能保存在寒武紀前的石頭裡。即便如此懷疑論調不斷,尤其某個長期存在爭議的標本被證明了並非化石,而是火山石灰岩經過壓力和高溫形成獨特的礦物沉積。

隱藻化石的爭議:解鎖前寒武紀生命的證據

一九三〇年代,沃爾科特去世的四年後,劍橋大學最具影響力的古植物學家蘇厄德(Albert Charles Seward)決定加入辯論,卻在後來被古生物學家肖普夫(William Schopf)形容是「讓煮熟的鴨子飛了」。蘇厄德在史稱「隱藻化石爭議」的事件中嚴格審視前寒武紀化石證據,得出結論認為這完全是一廂情願,所謂的化石與現存物種之間沒有明顯關係,大型結構並未顯示出由較小細胞組成的特徵。

他主張沃爾科特在隱藻化石找到的環狀圖案可能是海底富含鈣質的淤泥沉積,人類本來就不該期望細菌這樣微小的生物會被保存在化石,最後又語重心長告誡科學家:有些尋找化石的人太過一頭熱,他們宣稱找到特別古老的標本時不能輕信。

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地位如此卓著的人物提出警告,導致地質學家不願再從岩石尋找距今約五億年以上的化石,畢竟找到的機率幾乎等於零。久而久之許多人認定了生命在地球上的歷史很短,這顆星球的前面四十億年、其歷史的九成之中根本沒有生命存在。微生物學家史緹耶可.戈盧比奇指出許多科學家以「前寒武紀」一詞指稱生命尚未問世的太古時期,其實這是陷入「現有工具檢測不到就代表不存在」的思考偏誤,將缺乏證據直接視為否定證據了。

時間來到二十年後的一九五〇年代中期,澳洲年輕研究生布萊恩.洛根(Brian Logan)隨地質學教授菲利普.普萊福德(Philip Playford)探索了位置偏遠的鯊魚灣,也就是澳洲西北海岸一片孤立的鹹水潟湖。站在這兒的海灘,淺藍色海水退潮時會露出如夢似幻的奇景:數百顆三英尺(約九十一公分)高的圓柱狀岩石林立,彼此間距很小,彷彿堅硬粗糙如石塊的蘑菇聚集叢生。

兩人詳細調查了這片怪異石陣,然後意識到理解沃爾科特隱藻化石的關鍵。眼前這些不僅是活化石,還能回答一個經典謎語:什麼東西既死又活?石頭表面曾經活著,是藍綠菌累積起來形成網罩般的構造。海水進出時,這層菌網會捕捉沉積物。而藍綠菌死亡後,沉積物固定在原位如海綿狀的石塔,於是又有新的細菌附著其上、形成新的一層網罩。

細菌以同樣方式在太古海洋中創造出沃爾科特的隱藻化石,現在稱為疊層石,語源是希臘文stroma(層)和lithos(岩)。目前只有鯊魚灣等少數幾個地方能找到疊層石,環境對其他多數生物過於鹹澀無法生存。但另一方面,已經化石化的古老疊層石則在世界各地皆有發現。

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澳洲地質學家偶然發現還活著的疊層石,同時美國兩位地質學家史坦利.泰勒(Stanley Tyler)和埃爾索.巴洪(Elso Barghoorn)也宣布找到了蘇厄德口中不存在的化石標本,其中微生物有單細胞也有多細胞,藍綠菌絲也包括在內,而且這些化石都有大約二十億年歷史。「許多人很震驚的,」戈盧比奇表示:「原本以為生命在寒武紀才爆發,之前什麼都沒有。寒武紀應該是起點才對。」但現在普遍接受最古老的疊層石化石上微生物活在三十五億年前,依舊是地球誕生的十億年之後。達爾文和沃爾科特應該很欣慰。

哪種細菌造出最古老的疊層石?無法確定是已經會行光合作用的藍綠菌,抑或是它們的祖先。不過藍綠菌至少二十四億年前已經存在於海洋。

——本文摘自《你的身體怎麼來的?從大霹靂到昨日晚餐,解密人體原子的故事》,2025 年 01 月,商周出版,未經同意請勿轉載。

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台灣有恐龍嗎?化石學家帶你探索島嶼的古老秘密——《好久・不見》
麥田出版_96
・2024/11/02 ・2579字 ・閱讀時間約 5 分鐘

台灣的地理位置與化石形成

台灣也有化石嗎?台灣也有恐龍嗎?

世界地圖攤開一看,台灣陸地上的面積看來是不大,但其面對的太平洋,不只在我的想像中、在我多年搭著飛機到世界各地檢視相關的標本,試著拼湊出鯨魚們在數千萬年間演化歷程的經驗中,我知道也相信台灣的地底下,必定蘊涵著能跟我們講出帶有全球視野的化石標本。

同時,台灣除了被海洋包圍之外,那平均深度只有六、七十公尺深的台灣海峽,也清楚的意味著,當更新世的冰河時期讓海平面下降幅度來到或超過這個臨界點時,台灣就會成為歐亞大陸最東南邊的一角。

相信在台灣的不少人都常聽過,台灣在冰河時期會和中國大陸連在一起,但我在跟大家解釋這樣的環境變遷與古生物演化時,總是會特別強調我不想泛政治化,但世界地圖清楚的標示出台灣的地理位置應該是可以、也該要放在更大的版圖:歐亞大陸的板塊底下來討論,而不是只有限縮在與中國大陸連結的關係。

畢竟,當我們像是讚嘆著非洲地區的陸生大型哺乳動物,能在以年為單位的時間軸來進行長距離的移動時,基本上是用「萬年」以上的尺度來探討生物演化、移動的古生物學,處於歐亞大陸東岸的台灣上的大型脊椎動物,要橫跨歐亞大陸到西邊、或是反方向的來到台灣,大概都會是稀鬆平常的移動距離。

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建立起這樣的思維模式後,當然就是需要有最直接的化石證據來驗證這樣的想法,或深入討論其化石標本的背後,隱藏了怎樣的大尺度演化事件。

大型脊椎動物跨越歐亞大陸到台灣,在古生物學的長時尺度下是平常現象。圖/envato

早坂一郎的開創性研究與犀牛化石

二○一八年一月底從日本的筑波搬到台北後,一邊重新改造所接手的退休丘臺生教授的實驗室、一邊開始準備新學期的上課內容;除此之外,很重要、也是主要的工作內容,就是要開始到野外和各個單位的收藏庫裡尋找、檢視相關的化石標本,試著解讀其背後所帶有的古生物學、演化學上的意義。

有趣、但不令人意外的是,知道我開始要在台灣從事大型脊椎動物化石研究的人,第一個反應通常都會是:台灣也有化石嗎?台灣也有恐龍嗎?這樣之類的疑問。

要回答台灣有沒有化石紀錄的出現,我在日本的工作經驗,和剛好不小心娶了日本太太,讓我能從搬到日本工作前還不會五十音的狀態,到現在能有一定用日文溝通和閱讀日文文獻的基礎能力,幫了很大的忙。

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因為,台灣的古生物研究歷史,基本上就是從日治時期展開並奠下根基。也因此,有一定的日文能力和在日本古生物學界中遊走的經驗,確實是對於一些細微的狀況,更能推敲或掌握。

舉例來說,我目前所服務的台灣大學於一九二八年創立時的前身:日治時期的台北帝國大學,一開始創校時就加入的早坂一郎教授,可以說就是在研究台灣大型脊椎動物化石的先驅,也就不意外為什麼一九八四年在台灣所發現、並被命名為一個新亞種的犀牛化石,會以早坂為名(犀牛的故事書寫在第四話)。

延伸閱讀:從放牛學生到震驚世界:左鎮犀牛化石背後的傳奇——《好久・不見》

台灣有化石的出沒,對生物多樣性、生命演化等議題有些敏感度的人來說,大概不會太意外。但台灣有沒有令許多人為之瘋狂的恐龍,聽起來就是一個棘手許多的疑問。

或許出乎大多數人的意外,台灣不只有貨真價實的恐龍,還有台灣才有的特有種恐龍!

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一九九三年上映的《侏羅紀公園》(Jurassic Park),可以說是徹底的激發了全世界對於恐龍的狂熱與追逐。即使到了二○二四年的今天,恐龍的形象,對於大多數的人來說,似乎就是古生物學研究的全部了。

《侏羅紀公園》激發全球恐龍熱潮,至今在大眾心中恐龍仍象徵著古生物學。圖/wikimedia

但恐龍有如此的代表性,可不是只有形象般的讓人摸不著邊際,而是有全世界各地的古生物學家用一生的精力,和政府、私人所挹注的大量資源,來試著一點一滴揭開恐龍那引人入勝的演化歷程。

舉一個比較可以讓大多數人理解到我們對於恐龍知識是如何持續的累積、建構起來的例子:我正在書寫這段文字的當下是二○二○年的五月中旬,這年從一月一日到這個時間點,已經有二十種,先前完全未知、生存於中生代的恐龍們被古生物學家發現,並且正式的命名為新物種、發表在國際間相關的古生物學研究期刊中—平均不到一個禮拜,全世界就又會多了一種中生代的恐龍在我們的知識體系中!

台灣的鳥類恐龍故事:恐龍演化新視角

藉由這樣的研究能量,我們現在不只清楚的知道所有現生鳥類都是貨真價實的恐龍,連我上課在談論恐龍演化所使用的教科書,所提到恐龍定義裡的其中一個主角,即有我們幾乎每天都會見到面的麻雀:

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恐龍包含了滅絕的三角龍和現生的麻雀最近的共同祖先,以及從這共同祖先開始的所有後代,都是恐龍。沒有被包含在三角龍和麻雀最近的共同祖先裡的後代,都不是恐龍。

大部分隨口問我台灣到底有沒有恐龍的人,我基本上都很難有足夠的時間用上述簡短的內容來說明,因為可以感覺得出來,大部分的人,真的都只是隨口問問,大概也沒有打算真的想要了解恐龍、或是古生物學的研究工作到底是怎麼一回事,背後又有什麼重要的意涵。所以我一般都只會簡短的回應著像是,台灣當然有恐龍,因為所有的鳥類都是恐龍,不只如此,我們每天也都在吃著貨真價實的恐龍肉!

——本文摘自《好久・不見:露脊鯨、劍齒虎、古菱齒象、鱷魚公主、鳥類恐龍⋯⋯跟著「古生物偵探」重返遠古台灣,尋訪神祕化石,訴說在地生命的演化故事》,2024 年 9 月,麥田出版,未經同意請勿轉載。

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