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透明標本製作-《透視.魚》

時報出版_96
・2013/09/17 ・1683字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 547 ・八年級

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觀察生物骨骼的方法有很多種,一般主要以製作乾製骨骼標本、拍攝X光與製作透明染色生物骨骼為主。乾製骨骼標本製作為比較解剖學上重要的方法之一,分離後的骨頭可提供分類、演化等研究之運用。但此方法在製作過程中,常會導致部分生物骨骼組織的溶解。因此,當骨骼需要重新再組合作其他應用時,常會發生組裝不易的情形,甚至發生組裝上的錯誤。而利用X光拍攝骨骼時,雖然囿於生物體型態大小而有較多的限制,但卻能夠在不破壞生物外觀下進行體內骨骼的觀察。另外,因為影像是平面圖像,要獲得立體之相對位置必須多方位拍攝才行。而且X光的設備安全需求較高,人員也需通過證照考試,加上經費的需求較高,常讓一般的實驗室卻步。

本書所利用的透明骨骼染色法,是利用特殊藥品將生物體的肌肉組織透明化後,再利用特殊染劑將骨骼進行二重染色,讓生物標本依骨骼成分呈現不同的紅藍兩色。此方法不但能夠避免了在製作過程中骨骼遺失與錯位的問題;費用方面也較X光照射法來得便宜許多,同時亦提供了立體的標本觀察角度。

準備物品

藥品:

  • 10%福馬林
  • 95%酒精
  • 0.1%雙氧水
  • 冰醋酸
  • 胰蛋白脢(酵素)
  • 硼酸鈉
  • 氫氧化鉀
  • 茜素紅
  • 亞里西安蘭
  • 甘油
作業器材:

  • 存放標本之容器
  • 鑷子
  • 解剖刀
  • 藥杓
  • 電子天秤
  • 量筒

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製作步驟:

  1. 標本選擇(tip:一般以體型小於20公分的標本為佳。大型標本所需的耗材與時間花費相對較多,且建議需先將內臟去除。)
  2. 標本固定(tip:利用10%福馬林浸泡一週時間。盡量使用新鮮之標本,保存過久會讓肌肉呈現偏黃的色澤,較不美觀。)

    處理前的標本仍保有原始體色
    處理前的標本仍保有原始體色。
  3. 水洗(tip:利用流水沖洗標本數目,將標本體內之福馬林固定液洗掉。)
  4. 漂白(tip:將標本泡在0.1%雙氧水中一天。此步驟是為了將魚體體表之色素去除。過程中需注意避免將容器密封,若密封會導致容器中壓力上升以致魚體破裂。不過有時當標本非用於學術研究時,可省略此步驟,透明後的魚體會呈現出另一種不同的感覺。)
  5. 酒精溶液替換1
    30%酒精→50%酒精→70%酒精→95%酒精
    (tip:間已30分鐘至1小時更換一次為佳,用以調節魚體內滲透壓平衡。)
  6. 軟骨染色(tip:軟骨染劑製備-將冰醋酸與95%酒精以體積比1:4混合後,加入亞里西安藍染劑至溶液成深藍色,將標本浸泡一天即可。可藉由觀察尾鰭或背鰭是否染成藍色來辨識判定,並可避光於冰箱低溫保存以延長使用的時間。)

    軟骨染色後的標本呈現藍色
    軟骨染色後的標本呈現藍色。
  7. 酒精溶液替換2
    95%酒精→70%酒精→50%酒精→30%酒精→純水
    (tip:每一階段浸泡直至標本沉入底部後再進行更換。)
  8. 浸泡胰蛋白脢(酵素)
    (tip:胰蛋白脢(酵素)溶液製備-將2.4g硼酸鈉溶於100毫升的水中後,加入1克之胰蛋白脢即可。可利用烘箱將保存溫度提昇至35~40°C以提高反應的效率。約每一週更換一次以加快製作速度,直至稍見骨骼即可。)
  9. 浸泡0.5%氫氧化鉀溶液1(tip:用來調節魚體滲透壓。)
  10. 硬骨染色(tip:硬骨染劑製備-於0.5%氫氧化鉀溶液加入茜素紅至深紫色後,將標本浸泡一天即可。)

    以酵素與硬骨染劑處理後的標本呈現紅藍交替的半透明感。
    以酵素與硬骨染劑處理後的標本呈現紅藍交替的半透明感。
  11. 浸泡0.5%氫氧化鉀溶液2(tip:用來將硬骨染劑進行脫色。)
  12. 浸泡混合液(0.5%氫氧化鉀:甘油=3:1)
    (tip:不同溶液比例下各浸泡直至魚體沉入底部後,多等待1~2天再進行下一個階段。)
  13. 浸泡混合液(0.5%氫氧化鉀:甘油=1:1)
  14. 浸泡混合液(0.5%氫氧化鉀:甘油=1:3)
  15. 浸泡純甘油保存(tip:將標本放入保存容器後勿加滿,需留下一些空隙,因甘油在高溫下會膨脹,常容易導致液體滲出。)

    透明化完成後的標本。
    透明化完成後的標本。

摘自《透視.魚》,時報出版

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時報出版_96
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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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人類的遠古好兄弟:認識鯊魚的「適應性免疫系統」——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/23 ・1867字 ・閱讀時間約 3 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

你可能聽過這個說法:鯊魚不會得癌症。事實上,牠們的免疫系統接近完美,牠們幾乎不會得任何疾病,牠們的免疫系統在過去幾億年裡都沒多大變化。是不是很神奇?

可惜,這都是無稽之談。沒錯,鯊魚的免疫系統非常驚人,全身分布有許多有趣而且有效的抗菌和抗病毒分子,牠們患癌症的概率也的確比人們通常預計的更低,但是鯊魚仍然會患上各種疾病,包括腫瘤。除此之外,數百萬隻鯊魚每年死於愚蠢。不是牠們自己的愚蠢(就智力而言,鯊魚還行),而是人類的愚蠢,特別是那些認為鯊魚軟骨產品可以「提高免疫力」、抗發炎甚至抗癌的江湖郎中。那種認為「鯊魚有完美的免疫系統」的觀念是由那些想透過賣軟骨藥而大賺一筆的藥商推動的,這背後的研究也不可靠。真正的科學研究已經揭穿了這些騙人的鬼把戲,但是依然有人在獵殺鯊魚,依然把它們的骨骼碾碎,當成「神奇的藥方」。

所謂「鯊魚的免疫系統從未改變過」的說法也經不起推敲。根據化石證據,我們的確發現今天的鯊魚跟牠們幾億年前的祖先「看起來 」 沒什麼差別,顯然,這讓一些人認為,鯊魚在其他方面也沒有任何變化。但這裡有一個重要區別:鯊魚的體型解決的是在水中穿行的問題;鯊魚的免疫系統解決的則是對抗病原體的問題。水沒有發生演化,但是病原體卻一直在演化。想必你明白我的意思了。

模樣特別古老的皺腮鯊(Chlamydoselachus anguineus)。圖/WIKIPEDIA by Citron

鯊魚有適應性免疫系統,也有完整可辨認的 T 細胞、B 細胞、抗體,以及各種其他組成。鯊魚跟人類的適應性免疫系統有許多差異,畢竟,我們分開的時間已經很久了。不過,牠們在許多基本的細節上跟我們類似,我們可以自信地說,某種類似的適應性免疫系統在四億年前(我們分開的時候)就已經出現並且發揮功能了。

牠們選擇留在水裡,發育出可以替換的鋒利牙齒,追逐魚類,而我們(更準確地說,是那些不再是硬骨魚的我們)則爬到岸上,失去了鰓,發育出了四肢,又過了許多年,我們回到海裡,拍攝了多部關於鯊魚及其鋒利牙齒的驚悚電影。儘管如此,我們的免疫系統提醒我們,在不同的外表之下,鯊魚和我們其實是失散多年的兄弟

但是,讓我們沿著演化史再往回走一步,來到所有的脊椎動物分成兩類—有頜與無頜脊椎動物—的時間點。你也許沒聽說過還有無頜脊椎動物;老實說,這一類生物後來活得不太好,只有兩個科的動物避免了滅絕的厄運,活到了今天:七鰓鰻和盲鰻。這兩種動物長得都比較搞笑,牠們看起來像是努力要長成魚,但是好像不太合格,直到最近,人們一直都認為牠們並沒有適應性免疫系統

屬於無頷類的盲鰻,是韓國炒魚菜的原料。圖/WIKIPEDIA

也許牠們不需要:第一批有頜脊椎動物可能是掠食者,而掠食者往往會活得更久,後代更少,而且一般更注重質而不是量。同樣可以推斷,牠們在演化過程中對感染的抵抗力更強。鯊魚、人類、其他魚類以及所有有頜脊椎動物都有一個胸腺和脾臟,而且在各個物種裡無論是形狀還是功能看起來都比較類似,但是七鰓鰻和盲鰻就沒有。研究人員仔細檢查了無頜脊椎動物的基因組,發現牠們也沒有 T 細胞、B 細胞或者抗原受體的重組基因。但是問題在於,牠們實際上是有適應性免疫系統的—只是跟我們的不一樣而已。

這一點其實意義重大。我們以為我們的適應性免疫系統相當特殊,但是我們現在看到,適應性免疫系統在脊椎動物中似乎出現了兩次,而且是獨立演化出來的。

這也許是一種經典的趨同演化(convergent evolution):正如鳥類和蝙蝠各自以不同的方式演化出了翅膀,無頜脊椎動物使用一種和我們一樣的隨機重排機制,來增加抗原受體基因的多樣性,但是牠們使用的是跟我們這些有頜脊椎動物完全不同的一套基因,這種重排機制使用的是不同的酶,做著完全不同的事情。同樣地,牠們的淋巴球類型跟我們的也不一樣。不過,牠們的免疫系統看起來跟我們的一樣有效。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田出版

麥田出版_96
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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。
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