網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

0
0

文字

分享

0
0
0

羅伯史考特的南極探險與舌羊齒化石

張清浩
・2011/02/01 ・1673字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 451 ・四年級

本文作者為張清浩,原發表於張清浩律師的部落格

這是一篇關於為了採集化石而犧牲生命的故事。

羅伯史考特(Robert Scott),一位英國軍官與探險家。他在1911年間,與挪威的阿孟森(Roald Amundsen),為了角逐世界第一位抵達南極點的人的榮譽,在冰天雪地的南極大陸競賽。史考特所率領的探險隊,展開了「新地冒險」(Terra Nova Expedition)行動,他們先從紐西蘭登上在南極大陸上的埃文斯角設立基地,做出發前的準備。開始出發後,以人力來拖雪橇,往前邁進,在花費二個半月的時間,跋涉1300公里以後,他們終於在1912年1月17日抵達南極點。

當史考特的探險隊一行五人,到達南極點時,卻發現在他眼前的是一面挪威國旗與帳篷。原來是阿孟森在1911年12月14日先行抵達所留下來的。這對於歷經千辛萬苦的史考特等人,其心中的沮喪與失望可想而知。

史考特的五人探險隊,在回程路上,先花了幾天收集了16公斤的化石。但天氣越來越惡劣,食糧也越來越少。在攝氏零下40度的低溫下,他們遭遇了飢餓、凍傷、雪盲、極度疲憊的侵襲。隊員伊文斯(Edgar Evans)因體力透支而倒下,歐特斯(Lawrence Oates)為免拖累隊友自行走入風雪中消失。史考特與其他兩名隊員威爾森(Edward Wilson)、包爾斯(Henry Bowers)等人繼續前進。即使離補給站還有一大段路程,糧食將盡,他們也只是拋棄一些器材,以減輕重量。卻不丟棄16公斤重的石頭。威爾森卻堅持必須帶著這些化石標本回去,而且他們還是以人力來拖這個載有16公斤重的石頭的雪橇。最後,他們因為連日暴風雪被困在帳篷中而死,再也無法走出來,距離食物補給站還有18公里。當時是1912年3月29日,史考特是43歲。

Photo taken by Eduard Solà Vázquez 圖片來源:WIKIMEDIA COMMONS

史考特的生平與南極探險,可以參考維基百科的羅伯史考特,以及Robert Falcon Scott。史考特與其隊員們,是英國人民心中的悲劇英雄。

如果史考特、威爾森與包爾斯等三人,一開始就不要拖著那麼重的石頭走,將這些石頭拋棄或暫時放置在某特定地點,也許他們就能走回補給站。那麼,到底是什麼樣的化石,讓他們不惜犧牲生命呢?

答案是舌羊齒 (Glossopteris) 化石。史考特的探險隊所發現的,是首次在南極大陸發現的舌羊齒化石標本。

舌羊齒樹的想像圖 圖片來源:Field Museum

舌羊齒植物,其葉子外形呈舌狀,是可以長成數公尺高的喬木。舌羊齒已經滅絕,它是生存於古生代二疊紀(約三億年前至二億五仟萬年前)的岡瓦納(Gondwana)古大陸。舌羊齒,在長久以來,都被誤認為是蕨類植物;如今,則被歸類為裸子植物。因為其生殖葉上長有花粉囊和種子,並以種子進行繁殖,是沒有花的種子植物,屬於種子蕨(seed fern)之一種。在植物分類上,或是被歸類為「祼子植物門」之「種子蕨綱」下;或是在獨立的「種子蕨植物門」或「種子蕨門」之下(請參考維基百科之種子蕨門)。

在南極大陸發現舌羊齒植物的重要意義在於,因為發現舌羊齒化石之地點散佈於南美洲、非洲、馬達加斯加島、印度、澳洲及南極大陸;將這些分離的陸塊結合,可以發現一個串連的模式(如下圖所示)。如此可以證明,這些陸塊在二億五千萬年以前,是結合在一起的。這塊古大陸,被稱為岡瓦納古大陸。在古生代以後,各個陸塊就漸漸漂移,歷經二億五千萬年後,就移動到現今的位置上。

舌羊齒化石發現地點之分佈帶 圖片來源:WIKIMEDIA COMMONS

多年前,與孩子一起閱讀羅伯史考特的故事。當看到史考特、威爾森他們在面臨死亡之際,仍然一直拖著16公斤重的化石前進的段落時,除了感嘆他們的毅力與堅持外,也很好奇,到底是什麼樣的化石,有著那麼大的魅力與價值?最近,在偶然之中,讀到另一本書,有提到史考特的探險隊,最後拖著的是首次在南極大陸發現舌羊齒化石。心中多年的疑惑,就此解開。特此誌記。

相關文章:

文章難易度
張清浩
23 篇文章 ・ 0 位粉絲


0

13
5

文字

分享

0
13
5

揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

文章難易度
科技魅癮_96
115 篇文章 ・ 253 位粉絲
《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》