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晶瑩剔透的口水裡有什麼?—《大口一吞,然後呢?:深入最禁忌的消化道之旅》

天下文化_96
・2014/09/17 ・1741字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 470 ・五年級

WS143大口一吞,然後呢?_書封無論年紀多寡,每個人的刺激性唾液裡,主要的消化酵素都是澱粉酶。這三個字用希雷提跳舞般的義大利口音說出來,好像是某種酒或某位歐洲美女。澱粉酶把澱粉分解成單醣,身體才能利用。

你咀嚼麵包時,就能嘗到這種過程。你的唾液和澱粉混合,一股甜甜的味道油然而生。把一滴唾液加入一匙蛋奶糊裡,沒幾秒鐘整個就會清清如水。

這讓人不禁聯想,唾液(或嬰兒口水更好)應該可以拿來預先處理食物汙漬。洗衣粉或洗衣精總是吹噓含有酵素成分,那真的是所謂的消化酵素嗎?我寄電子郵件去問「美國清潔協會」,這名字聽起來像是什麼尖端研究機構,原來只是一個貿易組織,它先前的名號較不響亮,叫做:「肥皂與清潔劑協會」。

協會發言人桑索尼(Brian Sansoni)沒有顯出絲毫為自己的嘲諷讚賞之意,把我轉介給一位名叫斯皮茲(Luis Spitz)的化學家。斯皮茲博士回信說:「抱歉,我只知道和肥皂有關的題材。」桑索尼(還是沒有一絲喜悅)又給我一位清潔劑專業顧問格萊姆(Keith Grime)的電話號碼。

等我自覺能從容應對,才打了電話給格萊姆。答案是肯定的。比較高檔的清潔劑至少含有三種消化酵素:澱粉酶分解澱粉汙漬、蛋白酶分解蛋白汙漬、脂酶則分解油脂汙漬(不只是食用脂肪,還包括身上的油脂,例如皮脂)。洗衣粉根本就是裝在盒子裡的消化道。洗碗精也一樣:晚餐客人沒吃完的食物,蛋白酶和脂酶會把它們吃掉。

利用消化酵素來清潔,這個好主意要歸功於化學家及樹脂玻璃的發明者羅姆(Otto Röhm)。一九一三年,羅姆從家畜的胰臟中萃取出酵素,用它們來預浸髒布,有可能是幫屠宰場員工預洗衣物以交換胰臟;歷史久遠細節已不可考。從動物的消化道裡萃取消化酵素,成本昂貴且相當費工。以首次商業化生產的洗衣酵素來說,科學家用的是某種細菌生產的蛋白酶。商業用的脂酶不久後也應運而生,其基因被轉殖到某種真菌。真菌類比較大,比較容易處理,不需要用顯微鏡來觀察那些畜群或農作物(或和真菌類有關的任何集合名詞)。

格萊姆告訴我,有一種在森林地面發現的酵素,能分解死掉倒下的樹木纖維素。從前他在寶僑公司工作時,曾試圖用它來做為纖維柔軟劑。(柔軟劑的作用,正是溫和的消化纖維。)結果沒有成功,但是這種酵素具有更厲害的功效。它能消化細棉纖維,亦即毛衣上起糾結的毛球。(過分的是,「抗起毛球酵素」對純羊毛衣竟然沒效。)

我們談唾液已經談得老遠,卻還沒有提到我打電話真正想問的問題。該是從森林回歸正題的時候了。

「如果你吃東西時,襯衫不小心滴到什麼東西,」我問格萊姆:「用唾液塗一塗行得通嗎?會不會像是天然洗衣預浸作用?」

「這個想法很有意思。」

格萊姆博士隨身帶著汰漬(Tide)去漬筆。他不會用自己的口水。

藝術品修護師會用口水。「我們拿棉花團和竹籤做成棉花棒,放在嘴巴裡弄濕,」謝法列(Andrea Chevalier)說,她是博物館館際維護協會的資深繪畫修護師。唾液對於容易受損的表層特別有用,因為溶劑或水可能會將它們溶解。一九九○年,一群葡萄牙修護師拿口水來與四種常用的非解剖清洗液相比較。評比以清潔能力為主,但不能損傷「水貼金金箔」及低溫彩繪黏土表面,唾液被評為「最佳」清洗液。變性唾液(除去其中酵素分解的能力)也經過測試,結果證明比不上純口水。

繪畫修護師和洗衣配方設計師一樣,對於比較典型的清潔工作,也會採用商業生產的消化酵素。蛋白酶可用來溶解以蛋白或皮膠做成的淡彩。(古時候修護師的知識沒那麼強,習慣把兔皮做成的膠塗抹在油畫布上,以強化剝損的繪畫。)脂酶則可穿透層層的亞麻籽油,十八、十九世紀的畫家用亞麻籽油來增加光線的折射效果,以及把繪畫作品的表面「餵飽」。

謝法列自己爆料說,有些修護師的唾液明顯比別人的清潔效果更好,常讓人不免暗忖,這些人中午到底喝了多少馬丁尼。實際上,人體唾液的化學組成,天生就有很大的個別差異。

每個人的「流量」也有很大的差異。拿希雷提和我來說好了,我們咬棉花團的時間一樣長,我產生○‧七八毫升的刺激性唾液;她產生一‧四毫升。她試著安慰我,「這並不代表你的唾液有多好,或我的唾液有多好。」


本文選自《大口一吞,然後呢?:深入最禁忌的消化道之旅》,天下文化出版。

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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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被蒼蠅拜訪過的食物還能吃嗎?——來認識經常「梳理」身體的大自然清道夫!
Fisher_96
・2021/12/10 ・2600字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

陽光、草地、藍天白雲,你與朋友有一搭沒一搭的聊著天,躺在草地上仰望著天空,心裡想著,哇這真是野餐的完美天氣。突然眼角餘光似乎瞄到了什麼朝你飛來,你定睛一看,發現一隻肥大的蒼蠅停留在你腳上,對你「毛手毛腳」地摩娑著,不知道在做什麼。

常見的家蠅(Musca domestica)是全世界分布最廣的昆蟲之一。圖/Stephen Doggett (NSW Health Pathology)

蒼蠅長得很嚇人,卻比靜香還愛洗澡?

蒼蠅只要著陸,就會使用腳上的感受器,來確認自己是不是停留在值得吃的營養的東西上,來更好地了解自己停留的地方。他們會先透過摩擦雙腿,來清潔身上的刷毛和腳上的細毛,以及身上的味覺傳感器,這個動作被稱為「梳理」(grooming)。

因為環境中必定帶有灰塵,在飛行的時候,他們身上的灰塵就會增加,因此在每次停留時,他們都會對身上進行梳理。有沒有覺得他們出乎意料的還挺愛乾淨?梳理通常從前到後,從頭部開始,梳理的過程則會因為身上不同部位灰塵的變化而隨時改變,使得每次梳理的部位順序都不同,只有一個規則,就是一定會從「頭」開始。

在梳理的過程中,蒼蠅身上的神經元傳導會隨時傳回身上灰塵的資訊,蒼蠅的梳理也會隨之改變。因此你會發現,他們每次先清理完頭部後,會搓搓手彈開灰塵,接著有時梳理背部,再梳理頭部,有時先梳理腳,再梳理背部,而看不出一定的規則。不過,我們大概可以依據他清理身上灰塵的頻率來推測,他清理自己的頻率大概會比你打掃自己的房間還要頻繁。

蒼蠅出乎意料的愛乾淨,牠們梳理的規則,就是一定從「頭」開始。資料來源/YouTube

蒼蠅其實沒有牙齒,只能吃流質食物?

所以蒼蠅停下來很久的時候,到底在幹嘛?

人類不需要通過吐痰和反芻來從食物中獲取營養,但是人類的唾液中會產生一種消化液「澱粉酶」(Amylase)來輔助你分解食物。當你在咀嚼食物時,它會將食物預先消化一些,並將你原本嚐不出味道的澱粉分解成雙醣(例如麥芽糖)——這就是麵包及饅頭等澱粉類食品在嘴裡會越嚼越甜的原因。而蒼蠅也是透過一樣的方式來分解食物。

目前已知世界上有超過 110,000 種蒼蠅,大部分都沒有牙齒,無法透過啃咬與咀嚼來消化攝取固體食物,而必須吐出一些富含酶的口水來溶解食物。他們的口器就像一根吸管,會先吐出消化液,讓食物變成流質,然後再吸收。除此之外,為了在他們的胃中容納更多食物,有些蒼蠅會將食物反芻成嘔吐氣泡,讓食物變乾,減少已經吃過的食物中的液體,就像是吸收已經濃縮的營養。

大部分的蒼蠅都沒有牙齒,牠們用來攝取食物的口器就像一根吸管。資料來源/YouTube

蒼蠅的口水有毒嗎?

蒼蠅的停留的確對動物的健康有風險,但卻不是因為蒼蠅本身或牠的口水具有毒性。雌性蒼蠅會透過將卵產在即將腐爛的有機物質上,給予卵成長所需的營養,他們的幼蟲——也就是蛆——會在化蛹前吃掉腐爛的有機物質,並在幾天後成為成年蒼蠅。

因為蒼蠅主要以腐爛食物為食,所以雖然他們沒有毒,不會咬人,也不會像蚊子一樣透過口器傳播病原體,但在他飛來飛去的時候,可不只會拜訪你的餐盤,而會花更多的時間停留在包括動物屍體、糞便、壞掉的食物之類,充滿微生物的腐爛有機廢物上。這就給了細菌搭便車的機會。

如果蒼蠅停留在一處的時間夠長,細菌、寄生蟲或其他微生物,就可以透過蒼蠅的腳和身體轉移陣地。有許多病原體就是這樣被傳播而引起疾病的,例如霍亂和傷寒。顯然地,這比他們吐出口水還要危險得多了。

蒼蠅真心噁!但仍是生態循環的重要角色

所以,對,蒼蠅不只是看起來很噁心,而是真的很噁心。你可能會想說這種生物到底有什麼存在的意義,聽起來只有缺點啊!但出乎意料地,他們在大自然環境中,發揮了很重要的作用。他們是大自然的清道夫,幫助動植物分解為微生物,以再次進入食物鏈;他們也是重要的授粉群體,以及青蛙、蜥蜴、蜘蛛和鳥類的良好食物來源,他們的存在,在大自然的循環中,扮演了很重要的角色。

另外,近代科學的進步,使得蒼蠅在很多地方都有了用處,甚至讓蒼蠅可以幫助破案和治療受感染的傷口,協助人類達成許多科學里程碑(當然不是每種蒼蠅,也不是你隨手抓到的隨便一隻蒼蠅啦)。例如,大家在生物課都學過,果蠅在生物學研究中佔有怎樣的一席之地。除了讓我們理解遺傳學外,世界各地有許多醫學科學家,更透過研究果蠅,來尋找遺傳疾病的原因和治療方法。除此之外,人類也開始研究昆蟲眼中的世界,他們的感官、以及他們如何利用視覺、如何飛行。透過這些研究與知識的發展,我們可以建造更好的機器人。

黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)在遺傳學研究中佔有一席之地。圖/維基共享資源

如果有機會到戶外走走,你可以觀察看看是不是真的有蒼蠅飛到花叢裡,當起授粉者,在花與花之間移動。不過,就像前面所提到的,畢竟蒼蠅可以看作是一架微生物搭乘的飛機,要小心看待他所停留過的食物。

如果一隻蒼蠅在我們的食物上走動了夠久,就會給予微生物上下飛機的時間,留下病原體的機會就很高;如果蒼蠅停留的時間很短、不超過幾秒鐘,微生物轉移的機會就比較低,你的食物就可能沒什麼問題,所以不需要過於恐慌。當然,如果你覺得蒼蠅爬過就是很髒,想要直接把食物丟掉,的確是比較保險的做法。

參考資料

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Fisher_96
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想藉由慢慢把知識收入囊中的方式來長大的一條魚,著迷於各種領域知識,想嘗試把困難的事情變簡單,並試著找方法讓自己跟別人都可以享受沒有目的性的吸收知識的快樂。

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除了醫用外科口罩,其他的口「罩」有用嗎?
活躍星系核_96
・2020/09/30 ・1574字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

  • 作者/麥騫洺|國立陽明大學護理系

眾所周知,在現代醫學戴口罩是為了保護自身免於感染,但醫用外科口罩最初用意,是為了保護周圍的人免於戴口罩者的傳染,例如隔絕有著開放性傷口的病人與手術團隊的病原體,或是保護周圍的人免於肺結核病人的飛沫傳播。

因為部分感染新冠肺炎後的患者,無症狀但具傳染力,因此戴口罩的重要性,自然不只在於保護自己,也是為了保護別人。而在疫情期間,醫用外科口罩需求量暴增,因此國內外民眾會使用其他替代選項,例如自製棉口罩、頭巾等等。

只不過,這些替代品真的有效隔絕病毒傳染嗎?

用雷射光觀察飛沫,測試了14款口罩及替代品

日前國外便有一組科學家,設計了一個簡易實驗測試各類口罩的隔絕效率:讓配戴口罩的試驗人員,對著暗色箱子內擴展雷射光的方向說話,穿過雷射光的飛沫會分散光,此過程將通過手機相機錄下來。影片中的飛沫以一組簡單的電腦演算法來計算(詳見以下影片)。

實驗測試了 14 種常見的口罩及口罩替代品,其中包括製造口罩的一塊原材料,和專業N95口罩等(見下圖)。實驗中的對照組以不配戴任何口罩或遮蓋物為參考,而每個口罩的測試都以相同的方式進行:相機將錄下說話時散播的飛沫長約 40 秒,影片的前 10 秒為基線,下一個 10 秒實驗人員將重複說 “Stay healthy, people” 5次,後20秒為持續觀察;每個口罩的測試進行10次。

主導這項實驗的杜克大學化學學院教授費雪(Martin Fischer)表示,已經確認了說話過程中會散播飛沫,所以病毒可以透過說話傳染,而不僅限於在打噴嚏或咳嗽時。

針織口罩可有效阻飛沫,但戴頭巾竟有反效果

實驗結果顯示, N95 口罩阻隔了實驗人員說話時散播的絕大多數飛沫,接下來阻隔飛沫表現也不錯的是醫用外科口罩和聚丙烯(polypropylene)材料製作的口罩;棉質口罩,甚至是針織的口罩也能夠阻隔飛沫;而帶閥的N95口罩則因具有呼氣閥,表現反而不如一般N95口罩來得有效。這些氣閥在吸氣時是關閉的,但在呼氣的時候氣閥打開而釋放出未過濾的空氣;換言之,他們能有效保護穿戴者免於周遭環境的感染,但無法保護周圍的人。

更令人驚訝的是,實驗除了證實頭巾是阻隔飛沫效度最低的以外,還發現成效最差的是配戴羊毛頸套,甚至比不配戴任何面罩來得糟糕。

照理說,人們普遍認為佩戴任何面罩總比不戴來得好,但觀察發現配戴羊毛頸套時散播的飛沫顆粒增加了。實驗團隊推測,製作羊毛頸套的材料,會將說話時散播的大顆粒飛沫分解成更多的小顆粒,因此配戴這種面罩會導致反效果,因小飛沫顆粒更容易於空中氣流傳播進而危及周遭的人。

實驗簡單又低成本,鼓勵大家依樣畫葫蘆測試

實驗團隊強調,實驗的焦點在於如何透過低成本且簡單的方法檢驗口罩的效度,以鼓勵大眾社會對口罩的原型及配置進行測試,因用以證明相同原理的實驗一定還有更完善、更有系統的方法進行。此項實驗的基本材料可及性高、組裝設置易於操作,實驗本身也證實了各類口罩的效度。

因應全球慢慢席捲而來的第二波疫情,為保護自己及他人並杜絕COVID-19的散播,對於所配戴的口罩更要慎選了。

參考資料

活躍星系核_96
754 篇文章 ・ 93 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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沒有醫藥箱,野生動物自舔傷口防傳染?——《寄生大腦》
木馬文化_96
・2020/07/17 ・1798字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 500 ・六年級

  • 作者/凱瑟琳.麥考利夫 (Kathleen McAuliffe);譯者/張馨方

有鑑於絕大多數寄生蟲體型微小到肉眼難以察覺,野生動物的復原能力著實不可思議。野生動物既沒有顯微鏡也沒有醫藥箱,牠們為何能成功預防傳染病呢?

遠離寄生蟲第一招:舔舐傷口

野生動物擁有許多工具和技巧,其中之一是運用哈特所謂「嘴巴裡的醫藥箱」。一旦被咬傷、割傷或抓傷時,相當多數的物種會「把舌頭當作抗菌濕紙巾來清潔傷口」,尤其是哺乳類動物、貓科動物、犬類與囓齒動物。唾液富含抗菌劑、增強免疫力物質、殺真菌劑與加速皮膚及神經復原的生長因子。

像是這樣舔嗎?圖/giphy

在實驗中,老鼠的唾腺如果遭移除,皮膚傷口就很難痊癒;另一項研究中,實驗人員在培植的人類細胞上穿洞以刺激傷口,而在把唾液倒入培養皿後,傷口周圍的細胞生長變得比先前快上許多。

哈特表示在適當的情況下,「『舔自己的傷口』會是很好的療法。」

他與莉奈特都認為,人類祖先或許也跟現在的哺乳動物一樣會舔舐自己的傷口;現代人類也許繼承了這項傳統,儘管我們可能絲毫沒有察覺。我想到自己在與哈特夫婦訪談後幾天,切橘子的時候不小心割到手指,馬上吸吮傷口。我把手指放進嘴裡時才想起他們的話,不禁納悶自己怎麼沒有立刻用肥皂和水清洗傷口。

唾液可以避免病菌經由其他管道進入體內。動物交配後,例如雄鼠、貓和狗會用力舔舐自己的生殖器數分鐘之久。大量唾液能殺死多種性病的病原體。這個習慣也有利於雌性動物,防止雄性動物將病原傳染給下一個交配對象。

有趣的是,舔不到自己生殖器的牛和馬遠比前述動物容易感染性病。哈特夫婦指出其中一個原因是,牠們經由人工授精繁殖。另外,人類也非常容易得到性病,原因可能出在類似的生理結構限制。

許多哺乳動物的泌乳雌性動物還發現唾液另一個有益健康的用途。牠們會先用舌頭拭除乳頭上的病菌,再餵養幼兒。「小鼠甚至會等媽媽先用口水清潔乳頭後才願意吸奶。」哈特說。

遠離寄生蟲第二招:避開排泄物

遠離寄生蟲的另一個聰明方法,是避開聚集細菌的糞便排泄物。

人類看和聞到排泄物就退避三舍,這是好事。接觸糞便會讓我們遭受一連串災難,包括各種腸道蠕蟲、霍亂、傷寒、肝炎及輪狀病毒(開發中國家人民的頭號殺手)。

糞便也對其他物種造成無數危險。許多生物對糞便的反應就跟人類一樣,例如英國動物行為學家珍.古德(Jane Goodall)指出黑猩猩「對於被糞便弄髒,有著與生俱來的恐懼」。黑猩猩如果不小心接觸到糞便,會立刻抓起一把葉子用力擦乾淨;交配時,如果看到糞便,性致也會立刻消失無蹤。

這……我不行……。圖/giphy

珍.古德觀察到,母的黑猩猩對公的同類翹起臀部求偶時,公猩猩起初興奮難耐,但如果看到對方毛髮上有腹瀉的痕跡便會揚長而去;儘管另一隻公猩猩顯然沒有多想,還是接受母猩猩的請求,但在交配前,牠會先用葉子小心翼翼地擦去毛髮上的排泄物。

其他動物對於糞便情事也同樣一絲不苟。鼴鼠與其他住在地洞的小型哺乳動物,會把地下廁所建在自己睡覺與食物儲藏處以外的地方;馬達加斯加的狐猴擁有獨樹一格的戶外廁所,也就是地上的土堆,牠們只會在排泄時去那裡;母牛、綿羊與馬從不在糞堆附近吃草,不管那裡的草有多新鮮。

狼、鬣狗與老虎絕不會弄髒自己的巢穴。哈特表示,這是一種本能,說明人類為何能輕易馴養這類犬種(不過,並非所有犬類都是如此!他警告,馴養西施犬與迷你犬種可能需要花上好幾年,因為那種本能會在人類飼養下慢慢淡化)。魚類也對排泄地點有所禁忌。有些魚上廁所時,會游到棲息地邊緣或是更遠的地方解放。

就連鳥類與蜜蜂也有良好的排泄習慣。北撲翅啄木鳥(Northern flicker woodpecker)會替雛鳥清理身上的糞便(包裹在膠囊裡以便清理),一天 50 到 80 次(大約是人類嬰兒一星期換尿布的次數);有些蜜蜂會集體建造廁所。

排泄時,牠們離開蜂巢,一次排出一陣噁心的黃色水霧,誰剛好在下方誰倒楣。前美國國務卿小亞歷山大.海格於 1958 年造訪寮國的旅行中,看到蜜蜂的煙霧排泄物,還大驚失色誤以為是某種化學武器。

——本文摘自泛科學 7 月選書《寄生大腦:病毒、細菌、寄生蟲 如何影響人類行為與社會》,2020 年 6 月,木馬文化

木馬文化_96
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