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什麼研究需要在樹上爬來爬去?關於樹冠生物學家──《爬樹的女人》

時報出版_96
・2016/05/23 ・5689字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 480 ・五年級

文/Margaret D.Lowman

上千片的樹葉採樣

成為樹冠生物學家並不是我一開始的目標,只是隨著研究的進展,各種想法自然而然地把我帶到樹冠這塊領域。我早期和雨林接觸的經驗讓我很沮喪,因為那時候我身邊根本沒有其他同事,雪梨大學的學生跟教職員也都沒有參與雨林研究,因此我對雨林的了解僅限於書本,不然就是和偶爾來大學參訪的科學家討教。

我記得最一開始在構想博士論文計畫時,我一心一意想要研究的是雨林樹冠層裡的蝴蝶。我想像自己身處綠野,坐在盪鞦韆上細數色彩繽紛的鱗翅目昆蟲,那感覺多開心啊!但我的指導老師比我實際多了,他提醒我,博士論文需要收集大量的研究數據,因為蝴蝶的活動範圍很廣,且行蹤成謎,他很擔心我到了雨林以後,會連一隻蝴蝶都找不到。百般不情願下,我只好把研究對象改為行動力比較差的生物:樹木。我決定研究雨林樹葉的生長模式,這也是我在蘇格蘭碩士論文的延伸,當時我研究的是植物氣候學以及樺樹的光合作用,只不過蘇格蘭的樹最高也就十五呎而已。

儘管樹葉是森林生態系統相當重要的驅動力,但和雨林樹葉相關的文獻還是非常少,而一九七○年代以前,大部分的雨林生態研究都是敘述性質,而非實驗類型。葉子在不同季節時會產生什麼變化?葉子的生長模式又是什麼?這其中可是包含了發芽、生存、壽命長短、死亡以及衰變等各種面向。我希望在研究中設計有效的實驗,然後以葉子為研究單位進行重複試驗。若是把整棵樹株當作研究的單位,那麼在複製研究時,不僅範圍太大,也不容易達成。

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身為一個用功、又全心全意投入在研究工作的學生,我真的是把自己完全地投注到田野研究裡,滿腦子都是雨林樹冠。我當時的目標是研究澳洲東部最常見的亞熱帶和熱帶雨林樹種,試圖了解這些樹種的葉生長型態,以及食植行為對樹葉生存率的影響。我的研究問題包括:熱帶雨林樹冠層中葉子的壽命有多長?是什麼因素誘發新葉萌芽?為什麼樹葉會在溫暖的環境中死亡,冬季時卻不會掉落?

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生態豐富的熱帶雨林。圖/wikipedia

為了要研究這些問題,我給樹冠層裡上千片樹葉做了記號,仔細採樣,並將各種因素也考量進去,例如空間(以樹群、個別的樹木或枝葉為單位,看不同樹種、位置、高度的差異)和時間(以季節和年份來看樹葉生長的差異)。我僅選擇了五個不同的樹種,做樹葉生長型態的比較,因為熱帶雨林樹冠有數千種,要全部研究是不可能的。我所選的五個樹種都有其生態上的重要性,並且也擁有特殊的保護機制,以阻絕昆蟲帶來的傷害(譬如非常螫人的細毛、異常堅韌、數量稀少,或帶有毒性)。

我超時工作,記錄著那些標識有記號的樹葉如何對抗草食性動物,這點對樹葉壽命來說非常關鍵。但我萬萬沒想到,有些樹葉竟然可以存活超過十二年,這也讓我田野研究所花的時間,比原本預期的還要更久。驚訝之餘,這也反映了我從小在紐約州長大所形成的「溫帶本位偏見」,因為溫帶樹葉的壽命,大概只有六至八個月而已。

若想驗證雨林樹葉成長動態學的各種假設,我大可以選擇在地表高度的樹葉樣本,但如此一來,我的研究結果可能會有所偏差,因為地表的環境較陰暗,但絕大多數的樹葉都是在地表之上生長,沐浴在充足的陽光裡。我站在地面上抬頭仰望,還發現了另一個不該把自己局限在地面、非得登高進入樹冠層不可的理由:生物的多樣性都是集中在樹頂。

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草食性動物對樹葉的生長型態可能有著重大影響,一九七○年代晚期,史密森尼學會的昆蟲學家泰瑞歐文所收集的實證指出,地球上絕大多數的昆蟲棲息地都是在森林的樹冠層。一想到樹上可能充滿了各式各樣的昆蟲和植物,我對樹冠層又更感興趣了。

立志成為爬樹達人

我原本沒想過把爬樹當成職業,事實上,我曾經無所不用其極,尋找不需要爬樹的替代方案。像是訓練猴子,想辦法把大型長焦相機固定在滑輪上;或是冒著摔下山谷的風險,趴在懸崖上觀察與我視線同高的雨林樹冠。但是這些方法對於收集有效的研究資料來說,都太不切實際了,所以我決定成為一個爬樹高手

我永遠也不會忘記自己第一次爬樹的經驗,那是一九七九年三月四號,剛好是我媽媽的生日,我爬的是一棵角瓣木。這種樹在雪梨南方的皇家國家公園裡,可以超過三十公尺高。即便城市範圍不斷擴張,所幸澳洲東南部沿海還有幾處維護良好的暖溫帶雨林,那時我打算利用這一帶來收集光合作用的相關數據,也因為地點臨近雪梨大學,我希望可以善用資源,順便進行其他的研究工作。角瓣木是我研究的五個樹種之一,經濟效益也很高,它厚實的蠟質葉面,看起來就很難被昆蟲啃咬。

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角瓣木。圖/wikipedia

我很幸運地被當地一個洞穴探勘社團「收留」,他們教我如何使用攀爬的工具和繩索,不過他們的技術主要是拿來探勘地底洞穴。他們看我一點經驗都沒有,肯定覺得我很好笑吧。因為那時候澳洲都還沒有登山用品店跟戶外活動的產品型錄,我只好拿汽車的安全帶,聽從我的老師茱莉亞‧詹姆斯和艾爾‧瓦里亞德的指導,一針一線縫製自己的第一個安全扣帶。

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我先在雪梨大學植物學系系館旁的一棵樹上實際練習,然後就直接攀爬角瓣木了,我也在那裡學會用彈弓在樹木上固定繩索以及垂降的方式攀樹。就像大多數的初學者,我努力想要改變身體的重心,好讓自己不要再晃來晃去,但我還是晃得一塌糊塗、東倒西歪的,雖然隔天我全身痠痛到不行,但是爬樹真的很好玩!

從那天起,我就再也沒往回看……或是往下看了!有了更進一步的指導,我想澳洲雨林裡任何一棵健壯的樹,我都有辦法攀爬到最頂端,帶著我的裝備:七十公尺的「藍水二代」攀登動力繩索、我自製的安全扣帶、兩個上升器、一個鯨魚尾環扣、一個自製的彈弓、一堆鉛錘和魚線,還有田野筆記本,我已經準備好研究樹頂上的各種生命了。

我在澳洲研究的那幾年,開了好幾十萬公里的路,為的是每個月到溫帶、亞熱帶和熱帶雨林定期觀測樹冠層的樹葉變化,我也列了一個實用的田野研究裝備清單。這些野外旅程也讓我有機會看看澳洲內陸的生活,接觸這座島上的文化。

我也遇到好多和藹親切的人,他們的人情味豐富了我在田野的經驗,我會永遠銘記在心:在濕溽的樹林裡待了好多天時,好心的牧人給我蘇格蘭威士忌;多瑞格(Dorrigo)一個木雕師傅把籬笆木柱刻成美麗的碗,還教我怎麼辨識我最喜歡的樹的樹材;我的技術助理希金斯,他敏銳的雙眼和沉穩的雙手,在瞄準樹枝做固定點時幾乎沒有失手過;還有許多陪我一起到處採樣、忍受水蛭和高樹的朋友們。

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此外,這些旅程中也不乏形形色色的其他人物:到國家公園偷雪杉的一群盜木者;那些被我渾身泥土、腰上掛把開山刀嚇到的奶吧(Milk Bar,即咖啡店)老闆們,嚇歸嚇,他們奶昔還是搖得超好喝的;一群反文化的澳洲人,醉心迷幻藥,總是在雨林裡收集果實和種子,處理後吸食;以及那個「蛾人」,只要當地酒吧的燈一亮,他就會準時報到;另外還有一位總是踩著高跟鞋的旅客,她偶爾會來國家公園,才走幾步路就尖叫道:「水蛭!!!」,然後便慌張踉蹌地跑回車上揚長而去。

征服螫人樹

克服了最一開始辨識雨林以及爬樹的困難以後,我在國家公園及保育區裡,選了幾處做為長期研究的區塊,並在幾棵樹架好方便進入樹冠層使用的常設設備。最具挑戰性的樹種就是螫人樹,又稱金皮樹。這種樹呢,顧名思義,葉柄和樹葉上全佈滿密密麻麻的小毛刺,可以輕易地刺穿皮膚,在傷口的表皮上釋放毒素。一九○八年,一位澳洲的化學家派崔伊指出,螫人樹的毒性比一般的蕁麻還要強上三十九倍。巨大的螫人樹和普通的蕁麻都屬同科(蕁麻科),野生的蕁麻大概有三呎高,但是在雨林裡面的螫人樹卻可以長到兩百呎高。因為樹葉的壽命和生存率也是樹葉生長模式的其中一環,如此螫人卻有保護作用的毛刺,無疑激起了我的好奇心。

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金皮樹(螫人樹)葉子上的毛刺繁多,若不甚接觸到會引起一系列的過敏反應,嚴重者可能致死。圖/io9

凱拉山保護區坐落於新南威爾斯州的臥龍崗市,有人告訴我保護區的螫人樹很多,很適合作為研究的地點。不出所料,在有擾動(如:土石流、造路)的懸崖上,正是這種先驅樹種(即在一塊空地或受干擾或是新生的區域最先出現的樹種)最佳的生長地點,在保護區裡的螫人樹,高度可達一百五十呎,直徑可達八呎,並沿著偶爾來紮營的童子軍所建造的步道系統生長。不過發現這一帶螫人樹的欣喜很快就被一位童軍領隊澆熄了,這個人常常不請自來,且過分熱情,害得我走童軍步道時很不自在,而且這樣對研究也有很大的風險,為了要避免這種尷尬,我決定從山的另一邊進入保護區,開闢我自己的路徑。

重新探勘地形以後,我找到了一個非常合適的山溝,這區塊可能根本沒有人來過。我第一次穿梭在這片我新發現的雨林區塊時,華麗琴鳥也高歌不斷,有這種美麗的雀形目鳥作伴,是我在澳洲工作時非常獨特的享受。在我的研究地點棲息的鳥類,大多都是兩兩一對、有地域性的琴鳥。過去數年間,我有幸欣賞到無數地令人嘆為觀止的琴鳥求偶儀式。

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華麗琴鳥擁有漂亮的尾羽,也能模仿牠所聽到的聲音。圖/wikipedia

琴鳥會模仿其他鳥類的叫聲,牠們常常將各種不同的鳴唱拼湊在一起,並且不間斷地重複很多次(感覺都不需要換氣),渾厚美麗的音調,不時在森林裡迴盪。我在澳洲從事研究的那幾年,琴鳥一直是非常珍貴的同伴,但很諷刺地,在凱拉山保護區裡的琴鳥,還會模仿一些不尋常的聲音,譬如說狗叫聲割草機的噪音,或是卡車倒車的聲音,這些聲音或許也是對這一帶快速的都市發展,一種預言式的告誡吧。

我在我的秘密山溝裡,選了幾棵要攀爬的樹木。對付螫人樹呢,我會先爬上它旁邊那棵樹,然後再攀近螫人樹的樹枝(我有戴手套)。每次採樣,免不了都會被毛刺螫上幾回,但後來我也愈來愈習慣這種像蜜蜂叮的刺痛感,就連已經枯死的樹葉都還是很螫人。也因為要不停的採樣,搞得我雙手上的紅腫好像永遠不會褪似的。

始料未及的挑戰

我採樣的方法其實很簡單。首先我會拿一隻防水筆,依序在不同樹枝、不同高度、不同棵樹的樹葉寫上編號,再每個月固定回去紀錄樹葉的生長狀態、損壞程度、顏色變化和最後的死亡階段。我也記錄葉片上受到昆蟲侵害的範圍,並將葉片生長的模式和資訊紀錄在筆記中。有了這些長期的測量和記錄,我很快就整理出雨林中上千片樹葉的生長模式,並彙整成一個龐大的資料庫,樹葉上的記號意外地保存良好,也讓我能夠持續觀察每一片樹葉,直到它們枯黃老去。

我也在地面架設枯落物收集盤,每個月採集落葉樣本,測量樹木、樹葉以及花朵的重量,這也是計算森林生物量很傳統的一種做法。架設枯落物收集盤需要一個一平方公尺的收集網,並以塑膠管做的支架架高。

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我記得我第一次架設收集盤時,遇到一個始料未及的阻礙,澳洲工會讓我吃了很大的苦頭。首先是大眾運輸罷工,再來是連續兩個月的暑假,那段期間我根本沒辦法買到製作收集盤所需的材料。澳洲工會的強勢,讓人們部分的生活所需完全被箝制,這些推遲和阻礙教了我寶貴的一課:一定要事先訂好研究計畫。

後來我終於架設好收集盤和攀樹設備,一個月過後,我迫不及待想回去看收集盤裡收集了什麼,也等不及進行第一次樹葉的樣本觀察。時序正值九月,是澳洲的初春。我向下走到山溝裡,被腳邊會動的土地嚇了一跳,原來我匆匆忙忙地,差點踩到澳洲棕蛇。這種毒性極高的蛇類,在屬繁殖季節的春天攻擊性特別強,因此我慢下腳步、小心地前進。但我被眼前的一幕給嚇傻了。整片山溝地上滿滿都是蛇,而且全都是毒性超強的棕蛇,這群棕蛇想必是在陽光最充足的地點曬著日光浴……小心啊,印地安納瓊斯!

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潛伏在草堆中的澳洲棕蛇,為本土特有種,毒性甚強,即便幼蛇的毒素也足以殺死成人。圖/wikipedia

我躡手躡腳地離開滿是棕蛇的山溝,如釋重負地安全回到大學的交通車上。這個危險的阻礙迫使我不得不放棄整個山溝,不這樣做的話,我的雙眼可能沒辦法專注在樹冠,而是得緊盯著腳邊的土地了。後來我在凱拉山保護區有著豐富螫人樹的某個下坡處,找到一小塊的雨林區,不過沒有成群的棕蛇,也沒有惱人的童子軍領隊。

根據測量的數值顯示,即便有毛刺保護,螫人樹冠層的樹葉每年還是有高達百分之四十二的樹葉表面被草食性動物啃食殆盡。一種具有宿主特異性的葉甲蟲,已經演化至專門吃這種名符其實的針墊。跟其他澳洲雨林樹種相比,螫人樹冠被蟲食的比例,也是我測量過程度最高的。失去如此大面積的光合組織,螫人樹怎麼還有辦法存活呢?為什麼螫人毛刺保護不了樹葉呢?

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原因很簡單,螫人樹的生長速度快加上葉組織吸收的養分相對較少(葉片薄小、生命週期短),因此可以輕易淘汰受侵害的樹葉,卻不會造成樹株死亡。而有效阻絕人類的螫人毛刺,對甲蟲來說可是一點威脅都沒有。據說亞洲是蕁麻科演化的地方,這種毛刺的植物防衛機制,能有效遏止了許多哺乳類動物的捕食。不過對此我仍心存懷疑,因為即便被有毒的毛刺保護,螫人樹所受到的昆蟲侵害,仍比我測量過的其他雨林樹種都還要嚴重。不同樹種間落葉的比例差異相當顯著,這是非常驚人的發現,也是未來可以繼續研究的方向。


時報-爬樹的女人-立體書

 

 

 

瑪格麗特‧羅曼懷抱對科學研究的滿腔熱情在田野調查界打拼,不但開啟女性研究熱帶樹冠層的新里程,更被譽為樹冠生態學的拓荒者。隨著本書,我們一窺作者三十多年來投身樹冠研究的有趣經歷,一位不甘於平凡女性的故事。《爬樹的女人》,時報出版

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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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原住民祖先見過明亮的南方之星?傳說是真的,而且超過一萬年!
寒波_96
・2023/11/08 ・2777字 ・閱讀時間約 5 分鐘

有些故事代代相傳之下,經歷非常漫長的時光。過去很久以後,五百年、三千年或一萬年,都已經是「很久很久以前」,難以判斷到底多久。2023 年發表的一項研究認為,澳洲南方的塔斯馬尼亞島,有個故事似乎能追溯到超過一萬年前。

塔斯馬尼亞的祖傳故事

大英帝國的調查隊抵達塔斯馬尼亞初期,估計島上約六千到八千位居民;原住民們統稱為「palawa」,不過又能分成多個有所區別的族群。英國人在公元 1803 年建立第一個殖民地,然後,不意外地起爭議。

走訪塔斯馬尼亞各地,留下許多紀錄的英國人魯賓遜先生(George Augustus Robinson)。圖/參考資料3

走訪塔斯馬尼亞各地,留下許多紀錄的英國人魯賓遜先生(George Augustus Robinson)。圖/參考資料3

殖民者與原住民的衝突加劇後,1823 到 1832 年間導致約兩百位殖民者及九百位原住民身亡。有些英國人希望能和平解決問題,最終勸誘加上強迫,1829 到 1835 年間將島上的原住民,都成功遷移到位於塔斯馬尼亞和澳洲之間,巴斯海峽的弗林德斯島(Flinders)。

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英國人認為這是一次「友善」的轉移任務。以當時狀況而言,確實算是相對和平的收場,但是慘遭強制搬遷的原住民依然損失慘重,人口以外,他們脫離原本的家園「Lutruwita」,文化、語言幾乎喪失殆盡。

遷徙計畫中,英國人魯賓遜先生(George Augustus Robinson)可謂關鍵角色。他走訪塔斯馬尼亞各地,說服原住民搬家,也對當地風俗文化非常好奇,留下大量紀錄。

這些 1830 年代的紀錄,就像塔斯馬尼亞傳統文化的切片。後來有些原住民重返塔斯馬尼亞,試圖擺脫殖民時,英國殖民者當初搜集原汁原味的資料,也成為重建傳統的材料之一。

魯賓遜等人搜集的紀錄來自多位原住民的說法,其中一個故事相當費解,至少當年魯賓遜無法理解,新問世的論文總算揭開奧秘。

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情節湊不上,是因為發生在太久之前

祖先的遷徙故事,提到他們來自一片大陸;後來大陸被海水淹沒,當時岸邊附近有冰山漂浮。那時望向南方的天空,可以見到一顆很亮的星。

塔斯馬尼亞與澳洲之間的地形。兩地之間原本存在陸橋,海水上升後形成巴斯海峽。圖/參考資料1

塔斯馬尼亞原住民一代一代仰望星空,也建立一些自己的天文學知識,被魯賓遜忠實收錄。那顆南方大星星卻令人費解,因為星空中根本沒有符合描述的那顆星。最可能的對象是老人星(Canopus),也稱為船底座α(α Carinae)。

星空中最亮的是天狼星,第二就是老人星,顯然它非常顯眼,可是位置明顯有差。是原住民唬爛,還是魯賓遜唬爛,或是魯賓遜紀錄錯誤呢?新的分析指出,他們都是正確的,因為一萬兩千年前的星空,老人星確實處於故事中的那個位置。

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首先,故事提到祖先前來的道路被大海淹沒,冰山在岸邊漂浮。對照現代科學知識,能輕易推論這講的是冰河時期結束,海平面上升,淹沒澳洲與塔斯馬尼亞之間的陸橋,形成巴斯海峽,讓塔斯馬尼亞成為一個四面環海的島。

接著是星空為什麼不同?從地球表面仰望夜空,星星的分布位置會由於「歲差」緩慢改變。回溯調整成一萬多年前的星空,老人星的確就在那兒。

地表很多位置都能見到南方明亮的老人星,不同民族、文化各有自己的想像。台灣人即使沒有親眼注意過,也肯定知道老人星,因為這就是福祿壽中的「壽星」,形象化叫作南極仙翁。

有趣的是,中文名字叫老人星,英文名字 Canopus 則來自特洛伊戰爭傳說中的一位年輕人,他是航海家,後來不幸在埃及被毒蛇咬死……所以中國想像這顆星是老人,歐洲卻想像是年輕小夥。

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回溯塔斯馬尼亞 1831 年 8 月 1 日,凌晨 5 點時的星空。圖/參考資料1

難以理解的時候,先忠實紀錄

考慮到魯賓遜紀錄的日期是 1830 年代,更加深故事的真實感,因為當時英國人還不知道「冰河時期結束導致海面上升」。阿加西(Louis Agassiz)首度宣稱冰川歷史的想法要等到 1837 年,更多年後取得較多支持,十九世紀後期才廣為人知。

魯賓遜等歐洲人對聽到的故事內容難以理解,他們或許會聯想到聖經的大洪水,但是完全想像不到冰河時期。所以這些內容,大概更能免於印象或偏好影響,反映忠實的紀錄。

據此推敲,塔斯馬尼亞祖傳故事講的是:「大約 1.2 萬年前海水上升之際,明亮的老人星在那個位置」。如果推論正確,這便是傳承 1.2 萬年的口述歷史,堪稱全人類罕見的文化遺產。

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有人或許會好奇,一些研究認為早在四萬年前,已經有人穿過澳洲,抵達塔斯馬尼亞。可是島上原住民的祖先故事,卻是一萬多年前?

我想可能是因為,記憶對於愈久遠的事情常常會愈壓縮,把更早發生的事情疊加到比較近期,印象很深的事件中。或許原住民的祖先很早就過去,但是海水上升淹沒陸橋令人印象太過深刻,就變成故事的素材。

另一件啟示是,世界上不知道的事情太多了,當你不太理解聽到什麼的時候,不要試著腦補,就照聽到的忠實紀錄下來!

延伸閱讀

參考資料

  1. Hamacher, D., Nunn, P., Gantevoort, M., Taylor, R., Lehman, G., Law, K. H. A., & Miles, M. (2023). The archaeology of orality: Dating Tasmanian Aboriginal oral traditions to the Late Pleistocene. Journal of Archaeological Science, 105819.
  2. Rising seas and a great southern star: Aboriginal oral traditions stretch back more than 12,000 years
  3. GEORGE AUGUSTUS ROBINSON
  4. 老人星名字來源神話人物 Canopus 維基百科

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寒波_96
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