補充魚油對小孩視覺及認知功能的影響

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

• 「科學新聞解剖室」案件編號 38

• 文／黃俊儒、賴雁蓉、陳儀珈

案情

2020 年 1 月 21 日，自中央流行疫情指揮中心公布^[1]台灣第一個新冠肺炎確診案例開始，疫情至今已延燒兩年多。過程中，我們歷經了兩個多月的全國疫情警戒第三級^[2]、清零的舉國歡騰，但很遺憾，疫情仍未宣告結案。今年四月，新一波 Omicron 所開始造成的確診數節節攀升，再度拉扯我們的焦慮神經。在防疫政策逐漸從清零轉向共存，確診數連日破萬的今日，我們該如何避免成為確診者？如何提升免疫力與保護力？如何成為獨特的天選之人？等等，儼然成為最具話題性的議題。

隨著疫情拉長戰線，各種防疫知識、妙方、偏方與日俱增，解剖員就在不同的親友的 LINE 群組中看到這一則許多人都轉傳的熱門影音^[3]，扛著「不想染疫？名醫教你 5 招自救法：預防確診、快速康復」的響亮標題，頗有為無助大眾指點明燈的救世感。

簡單明瞭的「5 招」自救法，實在為焦慮的民眾提供了一條明確又簡單的防疫大道，加上又是醫生現身說法，實在太安心了。但解剖員仔細觀看影片內容，仍不禁冒出幾個疑惑——如果這麼容易，為什麼確診數依舊居高不下？疫情指揮中心為何不參考作為全民指引呢？面對諸多疑慮，就和解剖員一起深入探查防疫的灰色地帶！

解剖

一、台灣的名醫快要跟孝子一樣多了！？

「不想染疫？名醫教你 5 招自救法：預防確診、快速康復」，瘟疫蔓延的年代，來自「名醫」的建議，或許足以作為許多民眾心中的慰藉。但是，到底符合什麼樣的資格，才可以算得上是「名醫」呢？只要是「有名」的醫生，都適合為疫情代言嗎？

這段期間，各大媒體無不熱衷談論、討論、辯論疫情的種種：要打哪個廠牌的疫苗？小孩要打疫苗嗎？要如何預防？疫情指揮中心的政策是否合宜？在媒體前侃侃而談的醫生們，儼然成為世人的救世主，但是也偶爾會發現，醫生之間的言論也有矛盾之處。那麼，我們要相信誰說的呢？

例如，胸腔外科蘇醫師在臉書上發表^[4]：「當國外都在強調會重複感染，卻只有台灣在強調感染會有『無敵星星』」。對此，前台大感染科林氏璧醫師則協助緩頰澄清無敵星星的概念：「主要論點是「混合免疫」（Hybrid immunity），強調的是混合感染後產生的免疫力，對未來的任何變種病毒應該都更有免疫記憶、更能防重症，如此而已。」^[5] 兩位都是很有名的醫師，觀點卻不盡相同，我們要相信誰呢？

再者，這麼複雜的疫情，哪一科的醫生最適合為新冠疫情發聲呢？胸腔科的醫師適合嗎？身心科的醫師呢？和疫情最直接相關的醫生專家應該是誰呢？「事實查核中心」的醫生專訪^[6]中提到，就學理上，小兒感染科或許才是最熟悉疫苗的專家，他們替民眾施打過最多疫苗，因此最瞭解。但我們也常看到很多不是疫情控制相關領域的醫師抒發意見，大多數是善意提醒民眾應注意的事情，從各種角度來防堵疫情。

這倒也無妨，但可以確定的是，面對這麼複雜的百年一疫，所謂的「名醫」或是「專家」，都不是這麼容易的可以輕易地界定出來。

回過頭來看，影片中提出五招自救法的江醫師，算是「名醫」嗎？經過解剖員抽絲剝繭地搜尋後，發現江醫師在網路媒體平台^[7]上寫著腎臟科專科醫師，長期研究保健食品、癌症預防、血管通路問題診斷及治療等，涉獵十分廣泛。除了醫生本業之外，江醫師同時也是一位很成功的健康食品經營者，所經營的公司^[8]營運販售多樣健康食品和保健品。

此外，搜尋的過程中，也很意外地發現，江醫師經常於許多媒體中曝光，同時也是幾個社會新聞裡面的當事人^[9]。所以，如果從媒體曝光的角度來看，江醫師確實「很有名」，但是誠如先前的討論，這樣的「有名」是不是可以轉換成足以針對疫情提供專業意見的「名醫」，這可能就待商榷了。台灣媒體界有個笑話，就是新聞報導中「女的都是正妹，男的都是肥宅，出車禍的都是孝子！ 」

當新聞中的「名醫」快要跟「孝子」一樣多的時候，也是閱聽人需要小心判斷的時候。

二、維生素 D、魚油、藻油、蜂膠真的神奇好棒棒嗎？

在這一部訪談影片中，所謂的「5 招自救法」指的是維生素 D、魚油／藻油、蜂蜜／蜂膠、鋅、鹽水漱喉這五項。江醫師引經據典、旁徵博引了許多論文數據，還有看起來「很科學」、「很實證」的實驗統計結果，告訴觀眾哪些營養補充品真的可以有效預防重症，甚至減緩新冠疫情的症狀。

經過解剖員的查證，江醫師引用的醫學研究確實存在，不過這些研究結果真的如同影片中所描述的這麼篤定嗎？我們從最廣為人知的疫情營養補充品——維生素 D 開始說起。影片中，江醫師秀出了一篇統合分析（Meta-analysis）論文的數據，言之鑿鑿地告訴大家，攝取維生素 D 補充劑，不僅可以讓住院率降低一半，也可以讓插管率降低大約 26%，「它是有效的，可以幫忙避免轉成中症、轉成重症！」。

然而，面對一樣的圖表數據，原始論文的作者，卻遠遠沒有江醫師所演繹的這般篤定，文章^[10]是這麼寫的：「維生素 D 『可能』和較低的插管率、較短的住院天數『有關』」，而且在最後指出：「需要更進一步的研究，才能確認這些數據之間真正的關係。」因此，不能說江醫師所引述的資料毫無根據，但是最主要的差別在於研究結果的篤定程度。當然，謹慎的醫學研究者會十分小心地推論及下結論，但是媒體訪談往往更在乎戲劇效果。

為了進一步瞭解這個問題，解剖員索性在許多醫學研究人員常檢索的 PubMed 期刊搜尋網站^[11]中，搜尋維生素 D、鋅、茶葉、漱口水、蜂蜜／蜂膠、藻膠等經常被熱議的偏方關鍵詞。針對 2022 的期刊研究結果，可以發現不同研究主題的研究關注度有落差（篇數如下圖所示）：維生素 D 及鋅的研究比較多，其他主題的研究則比較少。

再分析裡面的內容，例如可以發現學者們用過各式各樣的統計和研究法，探討維生素 D 在感染率、住院天數、重症率和死亡率上的關係。不過，這些論文的意見並不一致，多數可以區分為三種狀況：「正面，但有條件」、「有些狀況有效果，有些沒有」、「有點效果，但沒有顯著差異」，其中有不少論文認為維生素 D 跟某些數據有關，但也有不少研究認為無關。

更重要的是，維生素 D 對 COVID-19 在人體內的影響機制一點都不明朗。對此，美國國立衛生研究院（NIH）也在 COVID-19 的治療指引（COVID-19 Treatment Guidelines）^[12]，很明確地寫道：目前學界仍然沒有足夠的證據可以推薦或反對使用維生素 D 來預防或治療 COVID-19。

此外，江醫師在節目中大力推廣的魚油、鋅、蜂蜜和蜂膠，也多存在類似的狀況。其中，江醫師在「蜂蜜」的說明中指出蜂蜜裡面有雙氧水（過氧化氫的水溶液），吃了就可以幫你的鼻子和喉嚨消毒，而且蜂蜜含有的高良薑素、白楊素等成分，可以成功打斷病毒的複製。最棒的是，吃了「真正的」蜂蜜後，不會增加你的血糖！隨後，他也引用了一份巴基斯坦的論文，告訴閱聽眾，吃蜂蜜可以降低四分之一的死亡率。

依據解剖員的理解，雖然蜂蜜進入我們的體內後，的確會產生過氧化氫，但過氧化氫非常微量，跟可以拿來消毒用的雙氧水濃度相差甚遠，恐怕難以藉此殺死我們喉嚨中的病毒！而高良薑素、白楊素是否真的可以阻斷病毒複製？如同前述一樣，目前學界也同樣地無法有如此高度共識的認證。

再來，就是蜂蜜不會增加血糖的這個說法。蜂蜜與所有碳水化合物都一樣，不僅會提高血糖，而且對疾病管理和血糖控制並無好處，這是國健署都曾經公開澄清過的錯誤傳言^[13]。此外，若真的按照江醫師所言，60 公斤的人每天要攝取 60 公克的蜂蜜，再加上平時所攝取的糖分，長期吃下來，可能要小心在成功抵擋病毒之前，就先變成一個大胖子囉！

從 2020 年 COVID-19 疫情爆發，直到這部受訪影片上線，隨著病毒不斷產生變異病毒株，各國的疫情瞬息萬變，對於步步謹慎的科學研究來說，兩年半的時間，真的太短了！ 雖然疫情期間，COVID-19 的研究百花齊放，但在這麼短的時間內，科學家能做到的，也只能慢慢累積數據，還沒有辦法在各種細節上這麼快地得到共識。因此，科學家們發表論文時，用詞與結論通常也都不會非常斬釘截鐵。他們知道自己單一的研究論文面臨許多限制，沒有辦法直接成為科學界的代言人，更不可能藉此強烈主張某個行動或是食品有直接的療效。

若我們細細解剖江醫師所引用的文獻，會發現他是在尚且渾沌、並未凝聚共識的科學界中，挑出部分支持他論點的文獻，並宣稱這是有「科學研究支持」的補品。或許，江醫師是急著想要守護民眾的健康，也或許是媒體需要有一些節目效果，所以無法像專業醫學研究人員那般謹慎溫吞，但事實是，這些內容及態度確實不是目前醫學界的共識。

由於這「5 招自救法」並沒有什麼立即的危險性，所以一般民眾如果抱著「有病治病，無病強身」的態度姑且參考之，或許也無大礙。但如果可以審慎地瞭解這些自救法並沒有影片中這麼「絕對」與「篤定」的效果，對於我們判斷其他更為相關及迫切議題，都將會是有幫助的！

三、順便賣點東西又何妨？

其實解剖員很願意相信，在這一次疫情中，許多醫生積極地發言討論疫情，多是基於對社會的責任感。當然，如果在這樣的過程中，可以帶來一些實質的好處，應該也是不錯的選擇，畢竟此乃人之常情。

在這則影片中，江醫師搭配國外知名期刊的研究，逐一分享該研究大致上如何進行、該營養補充品在什麼時間點能發揮效果，善心地為大家整理出四項增強免疫力的保健補充品，外加一項非常容易執行的食鹽漱口方法。江醫師運用自己的專業，搜尋並整理出有效的保健產品，無非也是希望大家都不要染疫，能夠健健康康地挺過這場戰役。

只是，當解剖員循著江醫師的建議搜尋相關保健品時，一不小心地就滑進了主講醫生自營商店^[14]的頁面，也意外地發現影片中提到的幾項保健抗病毒產品，例如魚油、蜂膠、維生素 D 等，都是商店裡面的熱銷產品，甚至有幾項產品在解剖員查閱時已售罄。在蜂膠產品頁面中，還貼心地提醒使用者在疫苗施打前後該如何補充，算是非常佛心。只是，這些看似不經意卻又密切的連結，不免讓解剖員感受到一股濃濃的置入性行銷味道。

台灣人一直對於各種健康食品情有獨鍾，根據經濟部統計^[15]資料：「隨人口結構高齡化，預防保健意識提升，機能性保健及營養補充食品需求漸增，帶動保健營養食品 109 年產值達 195 億元續創新高，年增 9.78%，連續 6 年正成長」。平時就穩定成長的狀況下，再碰上大疫情時代就更不得了，有「名醫」加持的保健方法當然無庸置疑地成為大家追逐的焦點，而這也成為疫情期間另類的一門好生意。

基於民眾面對病毒時的焦慮而進行恐懼行銷，向來就是生意人屢試不爽的商業模式。雖然保健商品不是一種會立即造成危險的消費，但是當媒體訪談的專家夾帶專業權威形象和過度篤定的口吻，引起行銷效果時，則不免造成某些衝動性消費，甚至不當地把保健跟防疫進行過度連結。雖然暫時不傷身，但如果經常這樣傷荷包，可能也不是一件好事喔！

總結

兩年多來的防疫期間，我們走過、路過在各種場合、各種媒體中最常聽到的防疫提醒，就是做好個人防疫。像是口號，也像是標語，雖然心累，但也的確是生活中無法切割的一部分。為了提高免疫力，買點保障、吃點保養品補足營養當然沒有什麼不好，但如果因為媒體透過名人的推波助瀾而導致心慌，使得從早到晚狂吞各種營養品，或搶購名人掛保證販售的商品，這就真的大可不必。

據此，本解剖室給予這系列新聞以下評價：

註解與參考資料

1. 我國藉由登機檢疫即時發現首例中國大陸武漢移入之嚴重特殊傳染性肺炎個案 指揮中心提升中國大陸武漢之旅遊疫情建議至第三級警告
2. 因應本土疫情持續嚴峻，指揮中心自 110 年 5 月 19 日至 5 月 28 日止提升全國疫情警戒至第三級，各地同步加嚴、加大防疫限制，嚴守社區防線
3. 【健康】不想染疫？名醫教你 5 招自救法：預防確診、快速康復！ft. 江守山醫師｜下班經濟學 254
4. COVID 感染完會有無敵星星？
5. 「無敵星星」真的威！何美鄉再提綜合免疫力神威：不要恐懼被 OMICRON 感染！
6. 疫情謠言鋪天蓋地，專家如何突破同溫層傳遞正確醫學知識？上億點閱醫師部落客經營新媒體平台心法大公開。專訪林氏璧（感染科醫師）
7. 江守山醫師
8. 江醫師健康鋪子／魚鋪子
9. 名醫江守山詐健保費被解雇 他不滿告新光醫院確定輸了
10. Beran A, Mhanna M, Srour O, Ayesh H, Stewart JM, Hjouj M, Khokher W, Mhanna AS, Ghazaleh D, Khader Y, Sayeh W, Assaly R. (2022). Clinical significance of micronutrient supplements in patients with coronavirus disease 2019: A comprehensive systematic review and meta-analysis. Clinical Nutrition ESPEN , 48, 167-177. doi: 10.1016/j.clnesp.2021.12.033.
11. PubMed
12. Vitamin D｜COVID-19 Treatment Guidelines
13. 健康網》糖友吃蜂蜜不會影響血糖值？ 國健署：錯
14. 江醫師健康鋪子／魚鋪子
15. 無畏疫情來襲，食品製造業 109 年第 1 季產值逆勢成長 2.41%

魚住在水裡，卻不是隨便的水都能住。以居住環境來看，有些魚是淡水魚，也有些魚是海水魚，除了少數例外以外，多數魚類無法任意在淡水海水間切換。即使是經過較為長期的演化，順利由海水轉換為淡水魚也不是那麼容易。

魚類若是能由海洋前進陸地的淡水水域，擴大棲地，將相當有利，不過轉換環境往往不是那麼容易。一個原因是，比起海洋，淡水環境太沒有營養，例如海洋中豐富的 DHA，淡水水域通常比較缺乏。最近一項研究發現，營養不足的限制，有時候可以透過增加特定基因的數目來克服。^{1, 2, 3}

海水魚如果飲食缺乏DHA？母湯！

三刺魚（three-spined stickleback，學名 Gasterosteus aculeatus）是一種小魚，大部分住在海裡，卻也有些住在淡水的族群，分佈於亞洲、歐洲、美洲的陸地水域，是由海洋轉往淡水發展，適應成功的案例。

相比之下，三刺魚的近親，住在日本海的三刺魚（Gasterosteus nipponicus）卻只能住在海洋，不能住到淡水。日本的淡水水域也有三刺魚存在，不過遺傳分析發現牠們通通都是三刺魚，沒有日本海三刺魚。為求簡化，本文之後日本海三刺魚都簡稱為「日本魚」。

三刺魚可以適應淡水，近親日本魚卻不行。淡水和海洋環境相比，往往營養條件較差，尤其是多元不飽和脂肪酸含量較低，假如維持一樣的飲食方式，這類養分的攝取量或許會不足。DHA 是最常見的一種多元不飽和脂肪酸，研究團隊想要了解 DHA 對適應淡水環境的影響，於是以缺乏 DHA 的豐年蝦（Artemia）分別餵食人為養殖的兩種魚，結果差異非常明顯。

飲食缺乏 DHA 之下，日本魚的死亡率遠遠超過太平洋的三刺魚，特別是受精過後第 40 天時（差不多是自然狀態下迴游的時刻）。日本魚平常生活在多元不飽和脂肪酸充裕的海洋環境中，實驗結果指出，假如無法由飲食取得足夠的 DHA，牠們多半連活命都很難。

環境營養匱乏，那就自己生產！

生物在體內合成多元不飽和脂肪酸的生產線，有一系列基因參與，其中一個基因叫作 FADS2，其產物是脂肪酸去飽和酶（fatty acid desaturase）。假如人為將一個 FADS2 基因塞進日本魚的基因組，即使飲食仍然缺乏 DHA，日本魚的生還機率也大大的增加；可見此一基因對於適應淡水相當關鍵。

而各種魚的 FADS2 有何不同？在日本魚的基因組中，FADS2 位於 X染色體上（linkage group 19，簡稱 LG19），性染色體組合是 XX 的女生配備 2 個，XY 的男生只有一個。（其實三刺魚家族的性染色體演化非常複雜，不過只考慮性染色體上的 FADS2 基因的話，就是男生 1 個、女生 2 個，其他不用管那麼多）

三刺魚比日本魚又多出一個 FADS2 基因，而且位於體染色體上（LG12），因此女生一共有 4 個，男生有 3 個基因。比對不同魚類物種的 DNA 序列，可以得知 X染色體上是較為古老的 FADS2 基因，而體染色體那個是後來新複製誕生的基因。

體染色體上的 FADS2 基因周圍區域，存在許多跳躍子（transposable elements），由此推論，體染色體上的年輕基因，很可能是原本 X染色體的 FDAS2 複製以後，再跳過去新形成的。

透過基因複製，獲得入住淡水新環境的潛力

論文估計三刺魚較新的 FADS2 基因，或許已經誕生了 80 萬年。此一年代比三刺魚的太平洋、大西洋族群分家更早，而歐洲、美洲住在淡水的三刺魚，基因組上同一位置也有配備 FADS2，意謂此一基因誕生的年代，比三刺魚各族群分家，以及各自適應淡水環境還要更早。

由此研判，三刺魚多出參與合成多元不飽和脂肪酸的基因，或許一時沒有太明顯的影響，卻給了牠們適應淡水環境的遺傳潛力，讓牠們在不同機緣之下能順利登陸，拓展生存範圍。

論文提出一項有力的佐證：三刺魚 2 種只能住在海裡，缺乏淡水族群的親戚，日本魚和黑斑三刺魚（blackspotted stickleback，學名 Gasterosteus wheatlandi），牠們的體染色體都沒有另一個 FADS2 基因。因此擁有更多 FADS2 基因，非常可能是三刺魚從海洋順利轉進淡水的關鍵。

還有一點有趣的發現是，住在淡水的三刺魚與海洋的同類相比，許多個體還擁有更多個 FADS 基因；不過新增的基因卻與體染色體無關，而是 X染色體那個基因，又經歷更多次串聯複製所致。此一觀察更加突顯 FADS2 基因對適應淡水的重要性。

在三刺魚及其近親的案例中，參與合成多元不飽和脂肪酸的基因 FADS2，與其能否適應淡水環境息息相關，但是會是三刺魚與眾不同嗎？

論文也比較許多種輻鰭魚（ray finned fish）的基因組，大致趨勢顯示，住在淡水的魚，FADS2 基因的數目普遍比只住在海水的魚更多，似乎有趨同演化的現象。看來魚類由海洋轉換為淡水的適應中，FADS2 應該時常扮演著重要角色。

生物遺傳基因的改變，有時候有助於適應新的環境，拓展生存範圍。魚類由海洋移民淡水，是個藉由基因複製，增進適應能力的有趣案例。另外值得一提，近來研究也發現，脂肪酸去飽和酶基因除了魚類以外，在人類演化史上也有一席之地；鑽研演化適應的研究者，不可忽視這群影響脂肪酸組成的基因。

延伸閱讀

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• 可能有助美洲原住民 適應環境的去飽和酶FADS
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• 油脂人生（上）：不可或缺的去飽和酶
• 油脂人生（下）：千變萬化，屢受選汰的去飽和酶
• 果蠅基因兩性互相傷害？一個基因不夠，那就複製一個！

參考文獻

1. Ishikawa, A., Kabeya, N., Ikeya, K., Kakioka, R., Cech, J. N., Osada, N., … & Tezuka, A. (2019). A key metabolic gene for recurrent freshwater colonization and radiation in fishes. Science, 364(6443), 886-889.
2.  Jumping gene gave fish a freshwater start
3.  Freshwater find: Genetic advantage allows some marine fish to colonize freshwater habitats

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。