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【Gene思書齋】鳥類的命運就是人類的命運

Gene Ng_96
・2015/01/14 ・2425字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 562 ・九年級

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由於我是用鳥來做實驗,無可避免的,就會被問到和禽流感等等有關的問題。其實我自己也不是專家。很多問題,還是去請教專家比較好,例如來讀這本《鳥的命運就是人的命運:如何從鳥類預知人類健康與自然生態受到的威脅》Their Fate Is Our Fate: How Birds Foretell Threats to Our Health and Our World)。

《鳥的命運就是人的命運》作者彼得.杜赫提(Peter Doherty),是諾貝爾獎得主,他是澳洲墨爾本大學微生物及免疫學系教授,兼美國田納西州孟斐斯市聖猶達兒童研究醫院的生物醫學研究譚莫講座(Michael F. Tamer Chair)。他在免疫學上的先驅研究讓他與辛克納傑(Rolf M. Zinkernagel)共同獲得了1996年的諾貝爾生理或醫學獎;次年,他被選為澳大利亞年度風雲人物(Australian of the Year),並獲頒澳大利亞最高榮譽勳章(Companion of the Order of Australia)。

杜赫提榮獲諾貝爾獎的工作是他發現T細胞如何利用主要組織相容性複合體(major histocompatibility complex,MHC)來辨識抗原。他和分享諾貝爾獎的Rolf Zinkernagel發現,如果T細胞要認出受病毒感染的細胞,需要利用T細胞受器來辨認出兩種分子,除了病毒的抗原外,還要有MHC。原本MHC之前已知的功能和器官移植的組織相容有關,他們的發現讓我們瞭解到,MHC也和對抗病毒有關。

晚年愛上賞鳥的杜赫提在《鳥的命運就是人的命運》指出,鳥就像哨兵,是人類健康與地球生態的預警系統,就像過去礦工會帶著金絲雀一起進到礦坑工作,因為金絲雀對有毒氣體非常敏感,周遭空氣稍不對勁便會鳴叫甚至死亡。

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牠們會對空氣、海洋、森林及草原進行取樣,如果自然環境遭到危害,頭一個明顯受到影響的就是鳥類的健康與數量。在這本討論人、鳥、病毒與環境的疾病生態學的書中,專業科學家杜赫提倡導公民科學的方法來守護鳥類和人類的健康。

杜赫提在《鳥的命運就是人的命運》的前幾章介紹了基礎的鳥類生物學,然後探討各種對鳥類健康造成重大影響的病毒,例如西尼羅病毒和禽流感病毒等等。除了病毒,《鳥的命運就是人的命運》的後半部還介紹了更複雜的鳥類病原,例如鸚鵡熱、瘧疾,甚至癌症。最後幾章,杜赫提探討了人類如何影響鳥類的族群和健康。對鳥類而言,人類可能是更可怕的病原,因為人類不僅會製造汙染,還會濫捕濫獵。

可是我們人類和鳥類只能坐以待斃嗎?《鳥的命運就是人的命運》最後讓我們瞭解到公民科學活動的意義,利用群眾的力量監控鳥類族群的一舉一動,以期及時得到警訊。國外最著名的公民科學活動就是eBird。在此計畫中,成千上萬業餘賞鳥者現在成為了該實驗室所謂的「生物感測者」(biological sensors),記錄並報告他們所見鳥類的地點、時間、數目和種類,將其所見聞轉換為寶貴的科學資料。

雖然每個賞鳥者觀察到的都是微量資訊,但是聚沙成塔,眾包已為科學家打造出的全球鳥類種群即時觀測圖。鳥類種群的相關資訊能夠幫助科學家認識大自然其他方面的變化,是整體生物多樣性健康程度的指標。不過鳥類計數相當困難,因為記錄特定區域內鳥的種類和數量,無法利用感測器而只能靠人力進行。

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eBird於2002年開始蒐集全球的資料,雖然在美國也有其他賞鳥計數活動,能夠號召全美各地的許多人在同一天賞鳥,而且也有一定的科學價值,但還是和eBird有所區別,因為它們無法提供全年度的完整資料。eBird每天的鳥類活動觀察已經產生了可觀的資料,eBird已經積累了1.41億份報告,而且還在以每年40%的速度成長。截至今年五月,eBird破紀錄地從169個國家收集了560萬份新資料。

為了儘可能解決業餘賞鳥者判斷準確度的問題,康乃爾鳥類學實驗室僱用了頂級觀鳥達人,讓他們週遊列國,給予業餘賞鳥者方法上的指導。還有500名專家志工為資料的精確性把關,約2%的資料會被過濾掉。珍稀鳥類的目擊報告還會得到特殊審查。

台灣的特有生物研究保育中心幾年前也開始公民科學的利用,特生中心的鳥類研究團隊,這幾年有重要方向有「BBS TAIWAN台灣繁殖鳥類大調查」、「MAPS TAIWAN台灣鳥類繁殖力與生產力監測」、「AIS STOP外來鳥種監測網」等等,希望採用公民科學的機制,把台灣鳥類多樣性的監測系統組織架構起來。

以鳥類觀測為例,目前全國約有一千名公民科學家,正在推動「台灣繁殖鳥類大調查」(Taiwan Breeding Bird Survey ,簡稱BBS)的,以台灣本島的常見繁殖鳥類(包括留鳥與夏候鳥)為對象,利用定時、定量、定點的標準化調查方法,來長期記錄掌握繁殖鳥類分布及數量狀況,可以對整體生態環境的變動取得明確的側寫。除了學術研究的價值,所獲得的資訊也可以用作保育決策的重要參考,或用以評斷生物多樣性保育政策的效能與進度。

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現在愈來愈多科學家發現野生動物和人類公共衛生之間攸關存亡的重大關係,除了《鳥的命運就是人的命運》,另一本不可多得的好書《共病時代:醫師、獸醫師、生態學家如何合力對抗新世代的健康難題》Zoobiquity: The Astonishing Connection Between Human and Animal Health)更廣泛地探討了對野生動物的研究,如何能夠解決一些人類健康的重要問題(請參見〈人獸同源的共病時代〉)。要確保人類在地球上的繁衍,甚至存亡,我們不能再漠視野生動物的福祉,現在肆虐非洲的伊波拉病毒,就是從野生的大猿傳染到人類身上的!

人類就算再文明,也還是大自然的一份子,不可能和大自然隔絕,大自然的一舉一動,仍然攸關我們這個物種的興盛存亡!

本文原刊登於The Sky of Gene

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Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋
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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

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規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

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本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

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台灣科技媒體中心_96
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