橫掃歐陸有尾目的頭號殺手－蠑螈壺菌

本文與 BRITA 合作，泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎？

如果你回到兩百年前，試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水，可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐，氣味刺鼻，甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水，被戲稱為「流動的污水」，當時的人們雖然知道水不乾淨，但卻無力改變，導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

幸運的是，現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物，但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰，哪些技術真正有效？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展，面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊，甚至未經處理的地下水，導致傳染病肆虐。

1854 年，英國醫生約翰·斯諾（John Snow）透過流行病學調查，發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關，這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度，促使公衛政策改革，加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初，英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒，成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率，這一技術迅速普及，成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾，尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後，惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年，後藤新平出任民政長官，他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設，對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題，他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓（William Kinnimond Burton） 來台，規劃現代化的供水設施。在雙方合作下，台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年，全台已有 16 座現代水廠，有效改善公共衛生，為台灣城市化奠定關鍵基礎。

進入 20 世紀，人們已經可以喝到看起來乾淨的水，但問題真的解決了嗎？ 科學家如今發現，水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物，甚至微量的內分泌干擾物，這些看不見、嚐不出的隱形污染，正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此，濾水技術迎來了一波科技革新，活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透（RO）等技術相繼問世，各有其專長：

• 活性碳吸附：去除氯氣、異味與部分有機污染物

• 離子交換樹脂：軟化水質，去除鈣鎂離子，減少水垢

• 微濾技術、逆滲透（RO）技術：攔截細菌與部分微生物，過濾重金屬與污染物等

這些技術相互搭配，能夠大幅提升飲水安全，然而，無論技術如何進步，濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯，決定了水質能否真正被淨化，而現代濾水器的競爭，正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是，最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能？

濾芯的壽命與更換頻率：濾水效能的關鍵時刻濾芯，雖然是濾水器中看不見的內部構件，卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例，其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂，能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質，並過濾鉛、銅等重金屬，同時軟化水質，提升口感。

然而，隨著市場需求的增長，非原廠濾芯也悄然湧現，這不僅影響濾水效果，更可能帶來健康風險。據消費者反映，同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯，顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全，建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯，避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙，正面則可看到 BRITA 商標，以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣，並且沒有拉環設計，底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節，才能確保濾芯發揮最佳過濾效果，讓每一口水都能保證潔淨安全。

不過，即便是正品濾芯，其效能也非永久不變。隨著使用時間增加，濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞，導致過濾效果減弱，濾水速度也可能變慢。而且，濾芯在拆封後便接觸到空氣，潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯，不僅會影響過濾效能，還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質，形成「過濾器悖論」（Filter Paradox）：本應淨化水質的裝置，反而成為污染源。為此，BRITA 建議每四週更換一次濾芯，以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題，BRITA 推出了三大智慧提醒機制，確保濾芯不會因過期使用而影響水質：

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈：即時監測濾芯狀況，顯示剩餘效能，讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒：掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間，自動提醒何時該更換，減少遺漏。

3. LINE 官方帳號自動通知：透過 LINE 推送更換提醒，確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天，濾芯已不僅僅是過濾裝置，更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備，成為了健康生活的關鍵。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

人類對潔淨飲用水的追求，從未停止。19世紀，隨著城市化與工業化發展，水污染問題加劇並引發霍亂等疾病，促使濾水技術迅速發展。20世紀，氯消毒技術普及，進一步保障了水質安全。隨著科技進步，現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術，去除水中的污染物，讓每一口水更加潔淨與安全。

今天，消費者不再單純依賴公共供水系統，而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如，BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求，從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題，去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%，並通過 SGS 檢測，通過國家標準水質檢測「可生飲」，讓消費者能安心直飲。

然而，隨著環境污染問題的加劇，真正的挑戰在於如何減少水污染，並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具，更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備，它象徵著人類與自然的對話，提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利，更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源，且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

墨西哥鈍口螈是一種看了會令人開心的可愛生物，牠是蠑螈家族的兩棲動物，有著一張看似正在微笑的臉，即使我們知道這麼說是把牠擬人化了，但還是忍不住微笑回禮。

蠑螈可愛微笑背後的祕密

墨西哥鈍口螈的處境非常奇特，牠們是極危物種但在地球上的數量卻有幾百萬隻。這是因為野外幾乎已經完全沒有墨西哥鈍口螈，但人為飼養的數量非常多，其中一個原因是因為，牠們是模樣可愛又容易飼養的寵物。另一個原因則是牠們具備在人類眼中幾乎可謂奇蹟的再生能力，這使牠們成為廣受科學家歡迎的模式生物。

如果人類失去了最小的腳趾、一部分耳垂，或少了一點鼻尖，這些部位就是永遠消失了。墨西哥鈍口螈就算失去了整條腿也不在乎，因為大約一個半月的時間，失去的部位就能重新生長回來，沒有任何一種哺乳類動物或鳥類具備這種能力。

為了滿足我們的好奇心，以及了解這種現象應用在提升醫療效用上的潛力，我們很想知道這些可愛的小生物如何施展這種奇技，以及人類是不是能改造牠們的能力，用來提升人類再生醫學的進展，因為人口老化的問題，這個領域正受到高度關注。

長久以來，人體有許多組織的演化速度跟不上我們現在的生活方式。醫學不會往讓人類肢體重新生長的方向前進，而是想辦法改善已經耗損的身體功能。

面對咯咯作響的膝蓋、疼痛難忍的髖關節、發炎的指節，我們希望在不用動手術的前提下，或許能靠著促進疲勞的組織（如老舊的軟骨和骨骼）恢復活力，進而改善這些身體部位的功能。也許，墨西哥鈍口螈的再生天賦值得我們借鏡。

透過基因編輯技術探究蠑螈再生的關鍵

同樣地，藉由基因編輯領域的新技術，科學家可以讓墨西哥鈍口螈這樣的實驗系統發揮最好的效用。透過這些技術，想要改變墨西哥鈍口螈的DNA，進而研究在再生過程中有哪些基因和程序扮演了重要角色，是一件很簡單的事。此外，墨西哥鈍口螈的卵體積很大，使得在墨西哥鈍口螈生命初始導入基因編輯試劑這件事變得非常容易。藉由這樣的方法，研究人員早已證明在他們選出的一群細胞裡，有個特別的基因，在墨西哥鈍口螈肢體重生長出新肌肉的過程中，扮演著至關重要的角色。

沒有人期待這些實驗結果在短期內就能讓人類肢體徹底再生，這條路上要面對的障礙極大，複雜性極高，各位讀者在有生之年，可能都看不到這件事成真。電影《蜘蛛人》裡的柯提斯·康納斯博士—也就是蜥蜴人—的狀況不在任何真實的治療願景內。

科學家已經利用基因改造的方法來探究墨西哥鈍口螈脊髓重生過程中，一些特定基因的重要性，希望最後可以藉此詳細了解牠們如何修復重要組織，以及在這樣的過程中，有哪些程序是人體所缺乏的，或者哪些程序在人體的運作方式有所不同。

利用這些知識和相似的基因改造技術，來改變脊髓損傷患者神經細胞及相關組織的行為和活動，是完全有可能實現的事。在人類的脊柱中，僅僅幾公釐的間隙，就有可能造成終身癱瘓和殘障。想要在未來幾十年內彌合這樣的間隙，並不是什麼荒謬的想望。

——本文摘自《竄改基因：改寫人類未來的CRISPR和基因編輯》，2022 年 1 月，貓頭鷹出版社。

華爾特．戈斯登（Walter Garstang，1968〜1949）就對赫克爾的概念鄙夷到連自己所做的批評最後都轉變為對於生物演化的新概念。他一生有兩個相距甚遠的嗜好：蝌蚪和韻文。當他沒在研究青蛙的幼態時，就在寫押韻五行詩。這兩份嗜好在他去世後兩年集合成《動物幼體形式與詩文》（Larval Forms and Other Verses）一書，書中把科學研究轉換成了詩句發表。

〈墨西哥虎螈與幼八目鰻〉看來不像是首好詩的標題，內容提到了蠑螈（墨西哥虎螈）和類似蝌蚪的動物（幼八目鰻）。

不過詩中表達的意義改變了整個領域，並且決定了後來數十年的研究方向。戈斯登的概念不只解釋了迪梅里圈欄中發生的神奇事件，也揭露了讓人類能夠出現在地球上的一些變革。對於戈斯登而言，幼態不只代表了發育的過程，也具備了許多生物演化史的痕跡，以及未來變化的潛能。

居住在水中的蠑螈，發育過程中有許多時間待在石頭下、落在溪流中的樹枝上，或是池塘的底部。牠們的幼體出生時頭部扁平、有鰭狀肢以及寬廣的尾部。鰓從頭顱的基部冒出，就像雞毛撢子中有一撮羽毛突出來一般。每片鰓都既扁平又寬大，將表面積增加到最大，好吸收水中的氧氣。牠們的鰭狀肢和尾部再加上鰓，顯然是為了在水中生活。墨西哥虎螈的卵中蛋黃含量非常少，所以孵化出的幼體必須大吃大喝，才能夠生長發育。牠們的大頭像是吸濾漏斗，只要把嘴張大，水和食物顆粒就會流進去。

接著就發生了變態（metamorphosis），上述特徵全都改變了。幼體的鰓消失了，頭顱骨骼、四肢和尾巴重新改造，從水生生物變成陸生生物了。新的器官讓牠們能夠在新的環境中棲息。在陸地吃的食物也和在水中的不同。頭部結構原來適合在水中吸入獵物，在空氣中就不管用了。所以牠們的頭顱骨骼改變，讓舌頭能夠快速伸出抓取獵物。一個簡單的轉變影響了全身，包括鰓、頭顱與循環系統。這個從水中到陸地的轉變，數億年前發生在人類的魚類祖先身上，而在蠑螈幾天的變態過程中重現了。

迪梅里在他的圈欄中看到蠑螈這樣驚人的變化，便追蹤了蠑螈整個生活史。這些蠑螈是戈斯登詩作中所說的墨西哥虎螈，牠們通常會從居住在水中的幼體，變態為在陸地上生活的成體。但是一如迪梅里後來所發現的，事情並非全然如此。變態有兩種途徑，取決於幼體生活的環境；如果環境比較乾燥，那麼蠑螈在生長的過程中就會變態，進而失去在水中生活的特徵，成為在陸地生活的成體。

但若是在潮濕的環境中長大，那麼牠們就不會產生變態，而是直接長成水生幼體的放大版，具有完整的鰓與鰭狀的尾巴，寬的頭顱很適合在水中攝食。當時迪梅里並不知道他從墨西哥得到的大型成體並沒有發生變態，因為牠們原本居住的環境是潮濕的。但那些蠑螈的後代是在乾燥的圈欄中生長，於是發生了變態，以致幼體所有跟水棲有關的特徵全都在變態過程中消失了。發生在迪梅里圈欄中的神奇事蹟，只是動物發育的過程出現了一個簡單的轉變。現在我們知道，變態之所以會啟動，是因為血液中的甲狀腺激素（thyroid hormone）濃度突然增加。

這種激素造成某一些細胞死亡、某一些增殖，還有另一些轉變成其他形式的組織。如果甲狀腺激素濃度維持平穩，或是細胞對甲狀腺激素的變化沒有反應，變態過程就不會啟動，如此一來，蠑螈將保有幼體的特徵而長大成熟。發育過程中的變化縱然很微小，也能促成整個身體的改變。

戈斯登改善迪梅里的研究，提出一個共通原則：在發育過程中適時出現的小變化，有可能在演化上造成巨大的差異。這樣說好了，在某個遠古發育階段的序列中，如果發育減緩或是提早結束，那麼這個後代就會看起來像是祖先年幼時的樣貌。

發生在蠑螈身上，就可能讓牠們的身體看起來像是在水中生活的幼體，依然有露在外面的鰓，而且四肢的指頭比較少。另一方面，如果發育過程延長或是加速，誇張的器官或是身體部位就會出現。蝸牛的外殼是在發育階段一圈又一圈地加上去的。有些種類的蝸牛演化成發育時間增長，或是發育速度加快，這樣蝸牛的後代，殼圈的數量就會比祖先更多。同樣的過程可以解釋各種大型或是誇張器官的出現過程，不管是麋鹿的角，還是長頸鹿的脖子。

修改胚胎發育的過程，能夠造就出截然不同的新生物。從戈斯登開始，科學家針對發育的時機如何改變並造成演化上的改變，進行了分類。減緩發育的速度與提早結束發育，是兩種不同的過程。這兩種過程造成的結果很相似，都有看起來較年幼的後代，但是起因卻不同。類似的因果關係也出現在發育的速度較快，以及延長發育時間的狀況下。在這兩種情況下，有些特徵變得誇張或是變大了。

科學家在找尋不同的原因時，會去調查可能控制這些事件的基因，或是引發事件的激素，例如甲狀腺激素。這種發育與演化的研究方式稱為「異時發生」（heterochrony），後來成為獨自一門的研究領域。動物學家和植物學家這一個多世紀以來比較了各種生物的胚胎和成體，指出改變發育事件的時機， 會讓動物和植物產生新型態的身體。戈斯登自己就舉出一個人類演化過程中的驚人例子，那時我們人類的祖先還是像蠕蟲的動物。

——本文摘自《我們身體裡的生命演化史》，2021 年 月，鷹出版。