因為上通識課的關係,接觸到了苦魯症。
在「第三種猩猩」裡面有提到苦魯症(kuru),但是因為當時還不清楚,所以在裡面(p.277)說它是慢性濾過性病毒造成的。
現在知道它是由prion(普利昂蛋白)造成的,是世界上第一個人傳人的prion疾病。可以看看英文的維基百科網站,上面講得很清楚。
在1950年代由澳洲人發現這個疾病。主要的原因是新幾內亞(New Guinea)的Fore族人有吃人的傳統,造成prion疾病的流行。(有一說是說他們認為吃腦子可以繼承祖先的記憶,不過我找不到資料了)
由吃到帶有prion的組織,到發病的潛伏期可以由5年到20年不等(平均潛伏期是14年);一開始是頭痛、接著關節痛、四肢顫抖(所以叫做kuru,是Fore語言中的kuria/guria,就是發抖[shake]的意思),同時伴隨著不由自主的發笑(pathological burst of laughter),所以kuru又叫做笑病(laughing sickness)。
老葉曰:說真的我看到這裡時,想到「三笑逍遙散」,不過kuru並不是只有笑三次囉...
接著隨著大腦開始海綿化,病人開始喪失很多能力,最後死亡。從發病到死亡大概要一年。
這整個病的研究,最重要的兩個人是Michael Alpers和Daniel Carleton Gajdusek。Michael Alpers在對Fore族進行人類學研究時,發現了這個疾病,並回溯到疾病的初始應該是在1900年時,有位Fore族人發生了突變,產生了prion。
由於Fore族人在吃人的時候,男人先吃肉,女人跟孩子吃剩下的部分(包括腦),所以在他們族中,女人跟孩子得到kuru的機會特別高。
Michael Alpers將一位死於kuru的女孩子的腦組織萃取物帶回美國,交給Daniel Carleton Gajdusek,他把這個萃取物注射到猩猩體內,使猩猩得到kuru,證明了kuru是經由腦部的組織傳播的,這個發現也使得Gajdusek和他的同事得到了1976年的諾貝爾生理醫學獎。
至於新幾內亞的Fore族,後來政府禁止他們吃人肉,發病的人就漸漸減少。最後一個死於kuru的Fore族人是在2005年。
不過kuru因為是第一個人傳人的prion疾病,還是有很多人一直在研究它。2009年Simon Mead還發現能夠不被傳染的新幾內亞居民,其實是對kuru有抵抗力。他們分析了3000名新幾內亞土著的prion基因,其中709名吃過人肉,而這709名中有152名死於kuru。他們發現,吃過人腦卻沒有得kuru的人,他們的prion基因都有相同的突變G127V;由glycine變為valine。但是得到kuru的人的prion基因就沒有這個突變。這個發現震撼了科學界,或許將來我們可以開發prion疫苗也不一定?
參考文獻:
John Collinge, F.R.S et. al. 2009. A Novel Protective Prion Protein Variantthat Colocalizes with Kuru Exposure. The New England Journal of Medicine.361:2056-65
2010年12月28日 星期二
2010年12月18日 星期六
對恐怖事物無感的美國婦人,是「罹患遺傳怪病」嗎?
Fearless Woman Lacks Key Part of Brain - ScienceNOW
今天的新聞有這一則「美婦人罹患遺傳怪病 對恐怖事物無感」,我昨天就看到這個新聞出現在ScienceNOW上面,但是因為這只是單一現象,雖然有趣但是未必是可以放諸四海而皆準,所以還在考慮要不要介紹給大家,卻沒想到我們的記者大人又亂寫了。
根據原文(請參考上面的英文連結),這位太太在10歲以前其實是會恐懼的,她的『遺傳怪病』(Urbach-Wiethe disease)是屬於隱性遺傳的罕見疾病(從1929年發現,到目前為止,只有300例,且有1/4集中在南非),是第一號染色體上面的extracellular matrix protein 1 (ECM1)基因缺損造成,影響的主要包括皮膚以及神經組織,但是像她會變成完全不會怕倒也是第一樁。
皮膚的問題包括聲音沙啞(因為聲帶組織變厚)以及皮膚常常出現傷口以及疤痕;神經組織則是出現鈣化的現象,常常出現在內側顳葉,影響到杏仁核與periamygdaloid gyri(這個查不到,要請行家指導)。有人認為鈣化會隨著年齡越來越嚴重,不過因為這個疾病並不致命,病人也不會因此而少活幾年,所以病人也不會沒事去照MRI,也就沒辦法證實他們腦中的鈣化現象是否會隨著變老而加劇。
或許是她的遺傳疾病造成杏仁核損傷(鈣化?),但是目前僅有的300個病例上,她也只是唯一的一個人有不知道恐懼為何的現象,我們的記者啊...
根據原文(請參考上面的英文連結),這位太太在10歲以前其實是會恐懼的,她的『遺傳怪病』(Urbach-Wiethe disease)是屬於隱性遺傳的罕見疾病(從1929年發現,到目前為止,只有300例,且有1/4集中在南非),是第一號染色體上面的extracellular matrix protein 1 (ECM1)基因缺損造成,影響的主要包括皮膚以及神經組織,但是像她會變成完全不會怕倒也是第一樁。
皮膚的問題包括聲音沙啞(因為聲帶組織變厚)以及皮膚常常出現傷口以及疤痕;神經組織則是出現鈣化的現象,常常出現在內側顳葉,影響到杏仁核與periamygdaloid gyri(這個查不到,要請行家指導)。有人認為鈣化會隨著年齡越來越嚴重,不過因為這個疾病並不致命,病人也不會因此而少活幾年,所以病人也不會沒事去照MRI,也就沒辦法證實他們腦中的鈣化現象是否會隨著變老而加劇。
或許是她的遺傳疾病造成杏仁核損傷(鈣化?),但是目前僅有的300個病例上,她也只是唯一的一個人有不知道恐懼為何的現象,我們的記者啊...
2010年12月17日 星期五
除了宣示主權,狗叫還告訴別狗自己的大小
A Dog's Growl Announces Its Size - ScienceNOW
我們總以為只有自己的語言才夠複雜,稱得上語言;但是最近匈牙利的研究發現,狗叫除了宣示主權以外,還可以讓其他狗知道自己的大小。
匈牙利的團隊把大狗的叫聲(growl)跟小狗的叫聲錄下來,然後測試24條不同的狗,在讓他們聽叫聲時,同時讓他們看兩隻狗的投影。這兩隻狗的投影其實是由同一隻狗的照片而來,其中一個投影比另一個大30%。然後科學家觀察試驗狗凝視哪一隻狗的投影比較久。
除了讓狗看別隻狗的投影之外,科學家也讓狗在聽狗叫的同時,看三角形圖案,或是貓的圖案。
結果發現,看三角形圖案組的狗,看一眼就不再看了;而看貓的圖案的狗,則將頭撇向左側。過去的研究發現,狗在遇到新的或是沒有預期到的事情時,會將頭撇向左側。
而實驗組的結果發現,24隻狗裡面有20隻在聽到狗叫聲時,會去看正確大小的狗的投影。
其實我覺得還蠻合理的,大隻的動物肺活量比較大,叫起來聲音一定比較有力不是嗎?我倒是覺得應該跟狗的年齡(生活經驗)有關;文中提到他們用來測試的狗,都是有人養的;不知道這些狗的年齡分佈如何?
我們總以為只有自己的語言才夠複雜,稱得上語言;但是最近匈牙利的研究發現,狗叫除了宣示主權以外,還可以讓其他狗知道自己的大小。
匈牙利的團隊把大狗的叫聲(growl)跟小狗的叫聲錄下來,然後測試24條不同的狗,在讓他們聽叫聲時,同時讓他們看兩隻狗的投影。這兩隻狗的投影其實是由同一隻狗的照片而來,其中一個投影比另一個大30%。然後科學家觀察試驗狗凝視哪一隻狗的投影比較久。
除了讓狗看別隻狗的投影之外,科學家也讓狗在聽狗叫的同時,看三角形圖案,或是貓的圖案。
結果發現,看三角形圖案組的狗,看一眼就不再看了;而看貓的圖案的狗,則將頭撇向左側。過去的研究發現,狗在遇到新的或是沒有預期到的事情時,會將頭撇向左側。
而實驗組的結果發現,24隻狗裡面有20隻在聽到狗叫聲時,會去看正確大小的狗的投影。
其實我覺得還蠻合理的,大隻的動物肺活量比較大,叫起來聲音一定比較有力不是嗎?我倒是覺得應該跟狗的年齡(生活經驗)有關;文中提到他們用來測試的狗,都是有人養的;不知道這些狗的年齡分佈如何?
2010年12月14日 星期二
熬夜的壞處,蜜蜂知道
Video: Sleepy Bees Lose Their Rhythm - ScienceNOW
熬夜的壞處,老師們都常常對學生耳提面命,不過學生通常都是「聽沒」(謎之聲:其實老師們也常常熬夜....)。
最近發表在「美國國家研究院院刊」的文章,告訴我們熬夜的壞處很大,可能會危及族群生存喔!
這個研究是以蜜蜂為對象,科學家發現如果蜜蜂前一天晚上沒睡好,第二天要告訴同伴花蜜在哪裡的時候就會頻頻出錯。
蜜蜂採完花蜜回窩後,會以所謂的waggle dance(搖擺舞)來通知同伴哪裡有花蜜,搖擺舞裡面重要的資訊包括蜜蜂的身體與太陽的角度(指示花蜜的方向),以及舞蹈的長度(指示距離蜂窩有多遠的路程)。如果跳搖擺舞的時候頻頻出錯,導致其他的蜜蜂都跑冤枉路,對族群的生存影響會非常大喔!
熬夜的壞處,老師們都常常對學生耳提面命,不過學生通常都是「聽沒」(謎之聲:其實老師們也常常熬夜....)。
最近發表在「美國國家研究院院刊」的文章,告訴我們熬夜的壞處很大,可能會危及族群生存喔!
這個研究是以蜜蜂為對象,科學家發現如果蜜蜂前一天晚上沒睡好,第二天要告訴同伴花蜜在哪裡的時候就會頻頻出錯。
蜜蜂採完花蜜回窩後,會以所謂的waggle dance(搖擺舞)來通知同伴哪裡有花蜜,搖擺舞裡面重要的資訊包括蜜蜂的身體與太陽的角度(指示花蜜的方向),以及舞蹈的長度(指示距離蜂窩有多遠的路程)。如果跳搖擺舞的時候頻頻出錯,導致其他的蜜蜂都跑冤枉路,對族群的生存影響會非常大喔!
2010年12月13日 星期一
更安全的胎兒篩檢方法即將來到嗎?
Fetal DNA Sequenced From Mother's Blood - ScienceNOW
過去要靠羊膜或絨毛膜篩檢胎兒是否有遺傳疾病的日子,可能很快就會劃下句點!
香港中文大學的研究團隊發現,孕婦的血液中的DNA大約有10%來自於胎兒(胎盤以及胎兒身上的死細胞),但是要把它們定序出來,而且不能和準媽媽的DNA弄混,則需要一番功夫。
要做到準確,不能出錯,中文大學的團隊應用了一些新技術;定序完的胎兒DNA片段,拚起來大約可涵蓋65%的基因體。
這個新技術可以提供胎兒篩檢一個更安全的方式,傳統的羊膜或絨毛膜穿刺,雖然也相當安全,畢竟還是有誘發流產的風險;由準媽媽的血液中取得胎兒DNA並進行定序,不論對媽媽或胎兒安全上的顧慮都會比較小。
目前,這個新測試方法唯一的缺點就是:太貴。如何降低成本,是未來的重要課題。
過去要靠羊膜或絨毛膜篩檢胎兒是否有遺傳疾病的日子,可能很快就會劃下句點!
香港中文大學的研究團隊發現,孕婦的血液中的DNA大約有10%來自於胎兒(胎盤以及胎兒身上的死細胞),但是要把它們定序出來,而且不能和準媽媽的DNA弄混,則需要一番功夫。
要做到準確,不能出錯,中文大學的團隊應用了一些新技術;定序完的胎兒DNA片段,拚起來大約可涵蓋65%的基因體。
這個新技術可以提供胎兒篩檢一個更安全的方式,傳統的羊膜或絨毛膜穿刺,雖然也相當安全,畢竟還是有誘發流產的風險;由準媽媽的血液中取得胎兒DNA並進行定序,不論對媽媽或胎兒安全上的顧慮都會比較小。
目前,這個新測試方法唯一的缺點就是:太貴。如何降低成本,是未來的重要課題。
2010年12月11日 星期六
想減肥?試試飯前幻想吃完一頓大餐
To Eat Less, Imagine Eating More - ScienceNOW
減肥早已是全民運動了,最近國外的研究說:如果你在吃飯前幻想自己吃完一頓大餐,等到真的吃飯的時候你會吃得比較少。
不過他們的實驗是:你幻想的東西,跟你等一下要吃的東西,是一樣的。
或許要去吃「辦桌」之前,應該要去把菜單要來,然後幻想一下把那些菜全部吃過一遍...
減肥早已是全民運動了,最近國外的研究說:如果你在吃飯前幻想自己吃完一頓大餐,等到真的吃飯的時候你會吃得比較少。
不過他們的實驗是:你幻想的東西,跟你等一下要吃的東西,是一樣的。
或許要去吃「辦桌」之前,應該要去把菜單要來,然後幻想一下把那些菜全部吃過一遍...
我們和蟑螂相同的地方
ScienceShot: Cockroaches Prefer Right Turns - ScienceNOW
要我們承認我們和蟑螂有相同的地方,我想很多人都會否認:誰跟那種髒東西有相同的地方!
但是,不要忘了,如果理論是對的,地球上所有的生物都是從「同一鍋湯」(
最近的研究發現,蟑螂跟我們一樣都喜歡向右轉。科學家用Y型管測試,運用蟑螂喜歡的氣味,誘導蟑螂一路往分叉的地方走。
結果發現,57%的蟑螂到了分叉的地方都會向右轉。
當然,還有43%向左轉,所以感覺上沒什麼了不起。
但是比較有趣的事情是,這個右轉的偏好,即使在把蟑螂的觸鬚(負責感應氣味跟觸覺)剪掉,它也還是向右轉。
我們也都會有向右轉的偏好,這就是我們和蟑螂相同的地方。
本來想要放一張蟑螂的圖片,不過實在是覺得很噁心....
要我們承認我們和蟑螂有相同的地方,我想很多人都會否認:誰跟那種髒東西有相同的地方!
但是,不要忘了,如果理論是對的,地球上所有的生物都是從「同一鍋湯」(
Primordial soup,原始湯)來的,所以我們跟蟑螂會有什麼相同的地方也不驚訝。
最近的研究發現,蟑螂跟我們一樣都喜歡向右轉。科學家用Y型管測試,運用蟑螂喜歡的氣味,誘導蟑螂一路往分叉的地方走。
結果發現,57%的蟑螂到了分叉的地方都會向右轉。
當然,還有43%向左轉,所以感覺上沒什麼了不起。
但是比較有趣的事情是,這個右轉的偏好,即使在把蟑螂的觸鬚(負責感應氣味跟觸覺)剪掉,它也還是向右轉。
我們也都會有向右轉的偏好,這就是我們和蟑螂相同的地方。
本來想要放一張蟑螂的圖片,不過實在是覺得很噁心....
2010年12月10日 星期五
比較man的壞處
ScienceShot: The Downside of Manliness - ScienceNOW
比較man並不見得好!最近研究發現,階級較高的大猩猩的睪固酮(testosterone)濃度較高,性情也較凶猛;但睪固酮也是類固醇的一種,長期注射或服用類固醇會降低免疫力。
研究人員發現,這些階級較高的大猩猩,他們腸道裡面的寄生蟲也比階級較低的大猩猩多;所以比較man或許可以讓猩猩在族群中取得較高的地位,但是他們同時也要忍受腸道裡面千百條寄生蟲的啃噬喔!
比較man並不見得好!最近研究發現,階級較高的大猩猩的睪固酮(testosterone)濃度較高,性情也較凶猛;但睪固酮也是類固醇的一種,長期注射或服用類固醇會降低免疫力。
研究人員發現,這些階級較高的大猩猩,他們腸道裡面的寄生蟲也比階級較低的大猩猩多;所以比較man或許可以讓猩猩在族群中取得較高的地位,但是他們同時也要忍受腸道裡面千百條寄生蟲的啃噬喔!
吹口哨的毛毛蟲
ScienceShot: Whistling Caterpillars Shake Off Predators - ScienceNOW
天下事無奇不有,有種毛毛蟲當被鳥攻擊時,會經由原本在腹部兩側的氣孔(用來呼吸)進行大量吸氣的動作,產生高頻率的噪音,把鳥嚇跑。
天下事無奇不有,有種毛毛蟲當被鳥攻擊時,會經由原本在腹部兩側的氣孔(用來呼吸)進行大量吸氣的動作,產生高頻率的噪音,把鳥嚇跑。
檢測結核病可以更快更準確
WHO Endorses 'Revolutionary' New Diagnostic Test for TB - ScienceInsider
最近由加州的一家生物科技公司開發出來的結核菌檢測方法,將傳統的結核菌檢測由四至六週大幅降低到九十分鐘。病人只要提供痰做為檢體,加入水以及打破細菌的試劑,放入檢測儀,九十分鐘後檢測結果就出來了。
這個檢測儀同時也可以偵測出個別的菌株是否帶有對Rifampcin的抗藥性,甚至是否為MDR(多重抗藥性菌株)等。
who計畫將這個檢測儀推廣到全世界,目前已開始發可以用電池的機型,並正在進行測試。
過去檢測結核病必須進行細菌培養,由於結核桿菌生長緩慢,在培養四至六週後,還需在顯微鏡下觀察結核桿菌的存在。新的檢測儀使用PCR,病人只要給一點痰,九十分鐘後就可以知道有沒有罹病,醫生也可以知道要如何對菌下藥。
全世界一年死於結核病的人有170萬人。結核桿菌生長速度慢,但是對於免疫功能不佳的人來說,結核病往往成為致命的殺手,能立刻檢測並確立治療方針,對這些病人是一大福音。
最近由加州的一家生物科技公司開發出來的結核菌檢測方法,將傳統的結核菌檢測由四至六週大幅降低到九十分鐘。病人只要提供痰做為檢體,加入水以及打破細菌的試劑,放入檢測儀,九十分鐘後檢測結果就出來了。
這個檢測儀同時也可以偵測出個別的菌株是否帶有對Rifampcin的抗藥性,甚至是否為MDR(多重抗藥性菌株)等。
who計畫將這個檢測儀推廣到全世界,目前已開始發可以用電池的機型,並正在進行測試。
過去檢測結核病必須進行細菌培養,由於結核桿菌生長緩慢,在培養四至六週後,還需在顯微鏡下觀察結核桿菌的存在。新的檢測儀使用PCR,病人只要給一點痰,九十分鐘後就可以知道有沒有罹病,醫生也可以知道要如何對菌下藥。
全世界一年死於結核病的人有170萬人。結核桿菌生長速度慢,但是對於免疫功能不佳的人來說,結核病往往成為致命的殺手,能立刻檢測並確立治療方針,對這些病人是一大福音。
電池充電時
Video: Charging Takes a Toll on a Battery's Insides - ScienceNOW
最近一期的「科學」週刊登出了鋰電池在充電時內部的變化。
當充電時,鋰離子由正極往負極移動,使由氧化錫細線(直徑約200奈米)構成的負極開始膨脹(最大到2.5倍)、同時也由規律的結晶轉變為不規律的玻璃狀物質。
或許就是因為每次充電都會使氧化錫結構改變,所以鋰電池不能無限次數的充電吧!
2010年12月8日 星期三
我們都是孢子體
對剛學植物的人來說,最不可思議的應該是植物有孢子體(sporophyte)和配子體(gametophyte)了。
怎麼說是不可思議呢?對動物來說,我們沒有孢子體跟配子體;我們只會產生配子(gamete)。男性的配子是精子(sperm),女性的配子是卵(egg,oocyte)。但是我們的配子就是配子,它們完全不能獨立生活,離開了我們,不管是雄配子還是雌配子都活不了幾天,更不要說成為「配子體」---啥東西?
原來,在最早期植物演化時,就開始產生了所謂的「世代交替」(alternation of generation)了。植物跟動物不一樣,植物有兩種世代,一個叫做有性世代,就是所謂的配子體;一個是無性世代,就是孢子體。
對於藻類(這是最早出現的植物)來說,大部分的藻類(當然有例外)的孢子體跟配子體長得一模一樣:大小一樣,顏色一樣,型態也一樣。所以,當我們從海裡面撈到海藻時,除非我們把它拿去做染色體的鑑定,看它有沒有成對的染色體,否則我們不會知道它到底是孢子體還是配子體。
所以染色體的數目是關鍵:對於同一種植物來說,無性世代(孢子體)的染色體是有性世代(配子體)的兩倍。為了方便,我們就說配子體的染色體數目是單套(n),孢子體的染色體數目是雙套(2n)。
那麼孢子體跟配子體之間的關係是什麼呢?請先看下面這張圖解:
怎麼說是不可思議呢?對動物來說,我們沒有孢子體跟配子體;我們只會產生配子(gamete)。男性的配子是精子(sperm),女性的配子是卵(egg,oocyte)。但是我們的配子就是配子,它們完全不能獨立生活,離開了我們,不管是雄配子還是雌配子都活不了幾天,更不要說成為「配子體」---啥東西?
原來,在最早期植物演化時,就開始產生了所謂的「世代交替」(alternation of generation)了。植物跟動物不一樣,植物有兩種世代,一個叫做有性世代,就是所謂的配子體;一個是無性世代,就是孢子體。
對於藻類(這是最早出現的植物)來說,大部分的藻類(當然有例外)的孢子體跟配子體長得一模一樣:大小一樣,顏色一樣,型態也一樣。所以,當我們從海裡面撈到海藻時,除非我們把它拿去做染色體的鑑定,看它有沒有成對的染色體,否則我們不會知道它到底是孢子體還是配子體。
所以染色體的數目是關鍵:對於同一種植物來說,無性世代(孢子體)的染色體是有性世代(配子體)的兩倍。為了方便,我們就說配子體的染色體數目是單套(n),孢子體的染色體數目是雙套(2n)。
那麼孢子體跟配子體之間的關係是什麼呢?請先看下面這張圖解:
孢子體的染色體是雙套(2n)的,它會產生孢子(spore);孢子體要經過減數分裂(meiosis)來產生孢子。減數分裂是進行有性生殖的生物,為了避免進行交配以後染色體加倍的問題,而演化出來的一種手段。細胞經過減數分裂,可以將染色體數目減半(2n -> n),接著配子結合的時候,兩個配子結合就可以讓染色體回復到原來的數目了(n + n -> 2n)。
因為孢子體要經過減數分裂來產生孢子,所以孢子的染色體數目就是單套(n)的;然後孢子發育成為配子體(gametophyte),所以配子體的染色體數目也是單套的(n)。對藻類來說,他們不管是雄配子體,還是雌配子體,都長得一模一樣;有些藻類連接下來由配子體所產生的配子都長得一模一樣,有些藻類則可以區分出來雌雄配子。
但是不管雌雄配子長得一樣或不一樣,產生雌雄配子就是為了要結合,結合以後產生合子(zygote)。因為雌配子跟雄配子各有一套(單套)的染色體,所以產生的合子就是雙套(2n)的。
合子接下來發育成為孢子體,這樣完成了一個世代交替的循環。
有性生殖在動植物都可以看到,但是植物為何在進行有性生殖時,還額外演化出世代交替,這點我們就不是很清楚了。或許因為大部分的植物都不能移動,世代交替的演化可以方便有性生殖時配子的傳播?但是我每每在看這些資料時,另外產生的一個疑問是:孢子體經過減數分裂所產生的孢子,哪些會發育成雄配子體,哪些發育成雌配子體,這是怎麼決定的?對於植物的「公」跟「母」是怎麼決定的,好像很少人去在意,文獻上也很少看到。
我們剛剛講到藻類的孢子體跟配子體長得一模一樣,那麼其他的植物是不是也是這樣呢?
藻類在登陸以後,為了適應陸地上乾燥的氣候,進行了許多的演化,包括世代交替也受到了影響。
最初的陸生植物是苔蘚類(moss)。苔蘚類裡面又更原始的是如地錢之類的植物,因為沒有演化出有效運送水分的構造,所以只能在潮濕的地方生長,而且終其一生都趴在地上。
另外如土馬騌則比較進化一點點,它可以把自己從地表站起來一點點:
但是基本上都是很小很小的植物,爬山的時候很容易一腳踩上去的(可能還會害你滑一跤)。苔蘚類植物我們看到的都是配子體(不過土馬騌舉起來看來有點像豆芽菜的部分不是配子體),他們的配子體比較發達。
苔蘚植物終其一生都是矮矮的貼在地上。在下一場大雨以後,雄配子體與雌配子體釋放出配子,配子在地面上的水膜裡進行雌雄的結合(雜交派對?!),產生合子,然後合子產生孢子體。
苔蘚類的雌配子不會釋放出來,而是埋在雌配子體裡面,下大雨以後雄配子體由藏精器(antheridia)中釋放出雄配子,藉著地上的水膜游到雌配子體的藏卵器(archegonia)裡面跟卵(雌配子)結合,然後合子就在雌配子體上發芽,產生孢子體(就是上面那些長得像豆芽菜的東西)。所以可以看到,苔蘚類的孢子體是寄生在配子體上面的。
剛剛上面看到的地錢只有配子體,現在我們來看一下它的孢子體:
上面那些黃色小雨傘就是地錢的孢子體,底下綠色片狀的是地錢的配子體。可以看到不管是地錢還是土馬騌,苔蘚類的孢子體都是寄生在配子體上面的。
比苔蘚類再進化一點的是蕨類(fern)。一般來說我們看到的蕨類,其實是它的孢子體喔!蕨類的配子體退化,長得有點像地錢。
蕨類的繁殖一樣是要藉助著大雨的幫忙,所以下大雨以後,山區的草地上、樹幹上,到處都有苔蘚類跟蕨類的雜交派對在進行喔!
蕨類在配子結合以後,接著合子萌發,長出完全可以獨立生活、具有維管束(運輸水分跟養分)的孢子體。蕨類的孢子體就是我們常看到的「羊齒植物」,反而是配子體,因為長得太迷你,反而沒多少人注意喔!
植物的演化並沒有停在蕨類,而是繼續演化出種子植物(seed plants)。種子植物又分為裸子植物(gymnosperm)跟被子植物(angiosperm),但是不論是裸子植物跟被子植物,我們看到的都是孢子體;種子植物的配子體呢?
種子植物的配子體已經退化到你要很用心找才看得到囉,我們前面提到苔蘚類的孢子體寄生在配子體上面,而種子植物的配子體則退化到完全寄生在孢子體上。
種子植物的孢子體還是要先進行減數分裂產生孢子,但是種子植物的配子體在形成(孢子體進行減數分裂)時,已經決定了未來誰負責產生雄配子,誰負責產生雌配子囉!負責產生雄配子的叫做小孢子(microspore),負責產生雌配子的叫做大孢子(megaspore)。
小孢子跟大孢子形成後,小孢子發育為花粉,大孢子發育為胚珠(ovule)裡面的卵。
圖片來源(Campbell Biology, 8ed)
上圖是被子植物的雌蕊(carpel),可以看到胚珠(ovule)是包覆在子房(ovary)裡面。如果是裸子植物,這個胚珠就是沒有任何包覆的暴露出來,所以才會叫做「裸」子植物喔!因為沒有子房包覆,大部分的裸子植物都會結毬果(cone),唯一的例外是銀杏(ginko),它沒有包在毬果裡面,就是直接赤裸裸的長在莖的末端:
大部分的裸子植物會形成毬果,胚珠都長在毬果的鱗片內側:
拉拉雜雜講了一大堆,有注意到一件事嗎?如果以陸生植物來說(也就是去掉藻類不討論),由苔蘚類到蕨類到種子植物,演化的方向是朝著孢子體越來越發達,配子體越來越退化的方向演化,不過植物跟動物真的很不一樣,從植物的觀點來看,我們都是孢子體(2n)喔!
2010年12月6日 星期一
肌肉變脂肪?胡說!
今天有個頗為轟動的新聞,就是打肉毒桿菌素(botulinum toxin A)會使肌肉變脂肪。
看來還頗令人恐懼的,畢竟大家都不希望自己的肌肉變成脂肪。不過,如果學過生物化學的人就知道,人不能把肌肉變成脂肪。
所以筆者就去查了一下外電,發現根本就是一派胡言!外電中根本就沒有提到肌肉變脂肪,只有提到muscle weakness and atrophy,連脂肪(lipid, fat)這個字都沒出現!
至於說為什麼人不能把肌肉變成脂肪,是因為我們缺少了一個代謝循環。這個代謝循環(glyoxylate cycle)可以把醣類和氨基酸初步氧化後產生的乙醯輔酶A(acetyl CoA)轉化為脂肪,當然也可以走相反的方向。
植物跟微生物具有這個代謝循環,所以可以把醣類、氨基酸變成脂肪,或把脂肪變成醣類、氨基酸。對植物來說,glyoxylate cycle最重要的時候是在種子發芽的時候。
植物是光合自營生物,但在種子發芽時期,因為尚未發育而不具有葉綠素,必須完全依賴子葉或胚乳內貯存的養份;但種子的體積有限,要提供胚胎的能量需求,加上胚胎成長需要的小分子,勢必要在種子內貯存大量的脂肪(這是能產生最高能量的分子)於是如何把脂肪轉換為醣類(用來組成細胞壁,細胞壁由纖維素cellulose構成,纖維素是一種多醣)甚至氨基酸就很重要了。
講了這麼多,其實很感慨的是我們的媒體如此不用功,翻錯外電也就算了,這次還無中生有,真是令人無言!
12/13後記:其實原文是研究「長期」施打肉毒桿菌素A,會使肌肉萎縮、衰弱(muscle weakness and atrophy)。肉毒桿菌素的作用就是阻斷神經末稍分泌乙醯膽鹼(acetylcholine),在治療上用來抑制肌肉抽搐,它使肌肉不能動(因為管那條肌肉的神經末稍麻痺),那樣肌肉就不會一直抽搐,當然肌肉不能動也不會有縐紋。
長期使用肉毒桿菌素,因為肌肉一直沒有運動,久了當然會衰弱、萎縮,這個道理就像骨折的病人打石膏一兩個月,骨折部位的肌肉一直包在石膏裡都沒有運動當然就萎縮的道理是一樣的。
其實這個研究做跟不做大概都沒差,有人為了衝論文數量作了這樣的研究,然後我們的記者大人為了衝閱讀率在新聞上無中生有,唉!
看來還頗令人恐懼的,畢竟大家都不希望自己的肌肉變成脂肪。不過,如果學過生物化學的人就知道,人不能把肌肉變成脂肪。
所以筆者就去查了一下外電,發現根本就是一派胡言!外電中根本就沒有提到肌肉變脂肪,只有提到muscle weakness and atrophy,連脂肪(lipid, fat)這個字都沒出現!
至於說為什麼人不能把肌肉變成脂肪,是因為我們缺少了一個代謝循環。這個代謝循環(glyoxylate cycle)可以把醣類和氨基酸初步氧化後產生的乙醯輔酶A(acetyl CoA)轉化為脂肪,當然也可以走相反的方向。
植物跟微生物具有這個代謝循環,所以可以把醣類、氨基酸變成脂肪,或把脂肪變成醣類、氨基酸。對植物來說,glyoxylate cycle最重要的時候是在種子發芽的時候。
植物是光合自營生物,但在種子發芽時期,因為尚未發育而不具有葉綠素,必須完全依賴子葉或胚乳內貯存的養份;但種子的體積有限,要提供胚胎的能量需求,加上胚胎成長需要的小分子,勢必要在種子內貯存大量的脂肪(這是能產生最高能量的分子)於是如何把脂肪轉換為醣類(用來組成細胞壁,細胞壁由纖維素cellulose構成,纖維素是一種多醣)甚至氨基酸就很重要了。
講了這麼多,其實很感慨的是我們的媒體如此不用功,翻錯外電也就算了,這次還無中生有,真是令人無言!
12/13後記:其實原文是研究「長期」施打肉毒桿菌素A,會使肌肉萎縮、衰弱(muscle weakness and atrophy)。肉毒桿菌素的作用就是阻斷神經末稍分泌乙醯膽鹼(acetylcholine),在治療上用來抑制肌肉抽搐,它使肌肉不能動(因為管那條肌肉的神經末稍麻痺),那樣肌肉就不會一直抽搐,當然肌肉不能動也不會有縐紋。
長期使用肉毒桿菌素,因為肌肉一直沒有運動,久了當然會衰弱、萎縮,這個道理就像骨折的病人打石膏一兩個月,骨折部位的肌肉一直包在石膏裡都沒有運動當然就萎縮的道理是一樣的。
其實這個研究做跟不做大概都沒差,有人為了衝論文數量作了這樣的研究,然後我們的記者大人為了衝閱讀率在新聞上無中生有,唉!
2010年12月4日 星期六
學舌的動機是什麼?
Killer Whales Mimic Friends and Foes - ScienceNOW
大家都知道鸚鵡會學舌,但是對鸚鵡來說,他只是模仿其他的聲音,並不具有任何意義。所以有些鸚鵡會模仿敲木魚、汽車喇叭....
目前已經知道很多鳴鳥(Songbird)會模仿附近的其他鳥的叫聲,用來阻嚇附近的大哥小弟們不要隨便擅闖私人疆界。
最近科學家發現,殺人鯨(Orca)會模仿其他群殺人鯨的聲音。過去除了人以外的哺乳類,只有瓶鼻海豚(bottlenose dophin)會模仿同類的聲音。
殺人鯨就像人,不同族群的殺人鯨有自己的方言。研究殺人鯨語言的科學家發現,當一群殺人鯨和另一群相遇後,他們仍會時不時地模仿另一群的方言。
究竟模仿別人的方言的目的是什麼,有可能是在交談中提到對方?(大約500次出現1次)或者只是記憶練習,以便下次遇到時,憑著聲音就可以知道這群殺人鯨是友非敵?目前沒有答案,只能說還要再加油了!
大家都知道鸚鵡會學舌,但是對鸚鵡來說,他只是模仿其他的聲音,並不具有任何意義。所以有些鸚鵡會模仿敲木魚、汽車喇叭....
目前已經知道很多鳴鳥(Songbird)會模仿附近的其他鳥的叫聲,用來阻嚇附近的大哥小弟們不要隨便擅闖私人疆界。
最近科學家發現,殺人鯨(Orca)會模仿其他群殺人鯨的聲音。過去除了人以外的哺乳類,只有瓶鼻海豚(bottlenose dophin)會模仿同類的聲音。
殺人鯨就像人,不同族群的殺人鯨有自己的方言。研究殺人鯨語言的科學家發現,當一群殺人鯨和另一群相遇後,他們仍會時不時地模仿另一群的方言。
究竟模仿別人的方言的目的是什麼,有可能是在交談中提到對方?(大約500次出現1次)或者只是記憶練習,以便下次遇到時,憑著聲音就可以知道這群殺人鯨是友非敵?目前沒有答案,只能說還要再加油了!
2010年11月17日 星期三
誰說投緣(頭圓)不重要?
應該有聽過這個笑話:一個男生問女生說,她擇偶的條件是什麼。
女生回說:ㄊㄡˊㄩㄢˊ的就好。
男生想了一下,問女生說:那,我的頭圓嗎?
笑話歸笑話,其實頭圓還真的蠻重要的。
最近的兩篇文章,其中一篇(Neandertal Brains Developed More Like Chimps' - ScienceNOW)提到人跟猩猩出生的時候,頭都是長橢圓的;但是人的嬰兒在一歲以前,腦部會進一步的發育,主要是頂葉(parietal lobe)、顳葉(temporal lobe)跟小腦(cerebellum),使我們在一歲左右時,長成圓頭的樣子。
女生回說:ㄊㄡˊㄩㄢˊ的就好。
男生想了一下,問女生說:那,我的頭圓嗎?
笑話歸笑話,其實頭圓還真的蠻重要的。
最近的兩篇文章,其中一篇(Neandertal Brains Developed More Like Chimps' - ScienceNOW)提到人跟猩猩出生的時候,頭都是長橢圓的;但是人的嬰兒在一歲以前,腦部會進一步的發育,主要是頂葉(parietal lobe)、顳葉(temporal lobe)跟小腦(cerebellum),使我們在一歲左右時,長成圓頭的樣子。
長成圓頭有什麼好處呢?在最近的另一篇文章裡,提到我們的左枕葉(left occipital lobe)以及左顳葉(left temporal lobe)和語言及文字都有關。識字的人,在看到文字時,這兩個地方的活動會上升;其中左顳葉不只和文字有關,對語言也非常重要。
由於研究者發現,尼安德塔人的大腦並不會進行跟我們一樣的發育,所以一歲以後,他們的頭還是長橢圓的,並不會變成圓頭;由於顳葉跟語言及文字有關,這個發現可能意味著,我們的健美先生(尼安德塔人長得很健美,具有非常寬闊的肩膀、發達的肌肉)可能不具有用語言溝通表達的能力喔!
所以,誰說頭圓不重要呢?當然很重要!
P.S. 說到尼安德塔人應該不具有語言的能力,就讓我想到之前發現,我們的老祖宗(克羅馬農人)在很多、很多年前應該曾經跟尼安德塔人混過血,如果尼安德塔人不具有語言能力,那麼這三四萬年前發生的羅曼史,感覺上就不那麼浪漫了。
由於研究者發現,尼安德塔人的大腦並不會進行跟我們一樣的發育,所以一歲以後,他們的頭還是長橢圓的,並不會變成圓頭;由於顳葉跟語言及文字有關,這個發現可能意味著,我們的健美先生(尼安德塔人長得很健美,具有非常寬闊的肩膀、發達的肌肉)可能不具有用語言溝通表達的能力喔!
所以,誰說頭圓不重要呢?當然很重要!
P.S. 說到尼安德塔人應該不具有語言的能力,就讓我想到之前發現,我們的老祖宗(克羅馬農人)在很多、很多年前應該曾經跟尼安德塔人混過血,如果尼安德塔人不具有語言能力,那麼這三四萬年前發生的羅曼史,感覺上就不那麼浪漫了。
2010年11月3日 星期三
關於台灣的二三事(一)
這學期在準備經典名著閱讀的「槍砲、病菌與鋼鐵」的時候,特別注意到跟台灣有關的事情。
所謂的南島語族擴張,指得是在3000BC(也就是大約五千年前),由中國東南沿海出發的南島族群,先到達台灣後,再以台灣為跳板,朝著玻里尼西亞群島邁進,在各島殖民,直到西元1400年左右到達最遠的查山群島,這一段歷時超過四千年的殖民才劃下終點。
在我們的原住民到達查山群島後大約100年,歐洲人才開始全球殖民。
講南島語的原住民,在到達每個島時,都取代了原來的島民;原來的島民是黑種人,目前在菲律賓山區、印尼群島西部還可以看到他們。
南島族群成功的替換了絕大部分的太平洋諸島上的原住民,唯一的例外是新幾內亞。
在我們提到漢人的「唐山過台灣」時,卻只有很少的人知道,在四、五千年前,我們的原住民同胞們,早已跨越黑水溝,並且進一步遠渡重洋,足跡遍佈太平洋上的所有小島呢!
所謂的南島語族擴張,指得是在3000BC(也就是大約五千年前),由中國東南沿海出發的南島族群,先到達台灣後,再以台灣為跳板,朝著玻里尼西亞群島邁進,在各島殖民,直到西元1400年左右到達最遠的查山群島,這一段歷時超過四千年的殖民才劃下終點。
在我們的原住民到達查山群島後大約100年,歐洲人才開始全球殖民。
講南島語的原住民,在到達每個島時,都取代了原來的島民;原來的島民是黑種人,目前在菲律賓山區、印尼群島西部還可以看到他們。
南島族群成功的替換了絕大部分的太平洋諸島上的原住民,唯一的例外是新幾內亞。
在我們提到漢人的「唐山過台灣」時,卻只有很少的人知道,在四、五千年前,我們的原住民同胞們,早已跨越黑水溝,並且進一步遠渡重洋,足跡遍佈太平洋上的所有小島呢!
2010年10月26日 星期二
超帥的世界第二大「餐廳」病毒
ScienceShot: Giant Virus May Be Ocean's Largest - ScienceNOW
習慣了看只有幾十kbp(kilo base paris千鹼基對,用來計算生物基因體大小的單位)的人,看到「餐廳」病毒一定會大大吃驚。
最近發現的Cafeteria roenbergensis病毒(Cafeteria就是餐廳的意思),它專門感染Cafeteria roenbergensis這種單細胞生物,這個病毒的基因體有730kbp,有超過500個基因!
這類的病毒往往讓科學家對於到底病毒是不是一種生物產生疑惑。大部分的病毒都很小,像噬菌體ΦX174只有5.4kbp那麼大,含有11個基因;病毒通常都不帶很多基因,他們等著進到宿主體內的時候,接收宿主的蛋白質,命令宿主的蛋白質幫它做工。例如噬菌體T4自己就不帶合成RNA的轉錄酶,而是利用自己合成的一個蛋白質來控制大腸桿菌的轉錄酶,讓大腸桿菌幫它作RNA。但是像「餐廳」病毒那麼大的傢伙,還帶了超過500個基因,他幾乎可以不用靠宿主就可以「自生自滅」,這樣,到底他是活的or NOT?
很妙的是,「餐廳」病毒(他的名字是CroV)感染的那隻單細胞生物Cafeteria roenbergenesis,是靠捕捉海洋理其他的病毒及細菌為生的,真有一點「菜蟲吃菜菜腳死」的味道喔!
習慣了看只有幾十kbp(kilo base paris千鹼基對,用來計算生物基因體大小的單位)的人,看到「餐廳」病毒一定會大大吃驚。
最近發現的Cafeteria roenbergensis病毒(Cafeteria就是餐廳的意思),它專門感染Cafeteria roenbergensis這種單細胞生物,這個病毒的基因體有730kbp,有超過500個基因!
這類的病毒往往讓科學家對於到底病毒是不是一種生物產生疑惑。大部分的病毒都很小,像噬菌體ΦX174只有5.4kbp那麼大,含有11個基因;病毒通常都不帶很多基因,他們等著進到宿主體內的時候,接收宿主的蛋白質,命令宿主的蛋白質幫它做工。例如噬菌體T4自己就不帶合成RNA的轉錄酶,而是利用自己合成的一個蛋白質來控制大腸桿菌的轉錄酶,讓大腸桿菌幫它作RNA。但是像「餐廳」病毒那麼大的傢伙,還帶了超過500個基因,他幾乎可以不用靠宿主就可以「自生自滅」,這樣,到底他是活的or NOT?
很妙的是,「餐廳」病毒(他的名字是CroV)感染的那隻單細胞生物Cafeteria roenbergenesis,是靠捕捉海洋理其他的病毒及細菌為生的,真有一點「菜蟲吃菜菜腳死」的味道喔!
2010年10月23日 星期六
落葉喬木是天然的空氣清淨機
常常看到有人在說什麼植物可以清淨空氣,可是文章裡面都缺少了科學的證據。有些或許是可信的,不過在沒有看到可信的證據之前,我是寧可信其無。為什麼?因為把盆栽帶進室內有一些問題,比如說土壤中的微生物可能對人有害,而植物在晚上不能行光合作用,只剩下呼吸作用,對於室內的空氣反而沒有益處,除非有陶侃搬磚的精神,可以每天早晚把植物搬進搬出,否則對人體應該是弊多於利吧~
最近倒是有一篇文章發表在Science上面,提到落葉喬木可以吸收空氣中的oVOCs,什麼是oVOC?
oVOC就是oxygenated volatile organic compound。車輛廢氣、燃燒煤炭(烤肉...)、其他的人類活動、以及植物都會產生一些具有揮發性的有機化合物,稱為VOC(volatile organic compound)。有些VOC會跟氧氣結合,產生氧化VOC,也就是oVOC。oVOC對人體是有害的,所以很多國家對於人類所產生的VOC(包括油漆、家具、冰箱的冷媒、清潔劑,都會產生VOC)都會管制。
最近美國的NCAR (National Center for Atmospheric Research)發表在科學(Science)期刊上的研究發現,落葉喬木(白楊,poplar)不但可以吸收oVOC,而且當白楊樹感應到周遭的環境有oVOC,或是其他的污染物時,它吸收oVOC的能力還會再提升40%。
這當然是不錯的消息,不過白楊樹可以長到15-25米,所以要把它放進家裡我想會有很大的困難;除非你家就是一片白楊樹林,你在樹林裡天天露營。政府倒是可以考慮多種樹,雖然白楊樹可能不適合台灣的平地(太熱了),但是NCAR還在繼續研究其他的落葉喬木,以及松、杉等結毬果的植物,目前來說,沒事多種樹,多種樹沒事,應該是沒錯的。
2010年10月16日 星期六
原來暴龍(T. rex)也是食龍族
ScienceShot: T. rex, a Cannibal? - ScienceNOW
認為暴龍不會吃暴龍嗎?最近的研究發現,暴龍不但是腐食性的,暴龍也會吃暴龍喔!
由美國與加拿大研究者組成的團隊,在檢視過博物館裡面的暴龍標本後,在四隻暴龍個骨骼上找到其他暴龍的齒痕;而且有些齒痕不是來自於「咬」,而是來自於「啃」(gnaw),更肯定了暴龍的確有互食的行為。
這些齒痕有可能來自於打鬥後勝者吞食敗者,當然也無法排除暴龍在另一隻暴龍死去後再來撿「吃到飽」的自助餐,不過暴龍可能是腐食性這部分,科學家早已知道,到是暴龍之間會發生「龍相食」的事情,這篇報告倒是第一份喔!
認為暴龍不會吃暴龍嗎?最近的研究發現,暴龍不但是腐食性的,暴龍也會吃暴龍喔!
由美國與加拿大研究者組成的團隊,在檢視過博物館裡面的暴龍標本後,在四隻暴龍個骨骼上找到其他暴龍的齒痕;而且有些齒痕不是來自於「咬」,而是來自於「啃」(gnaw),更肯定了暴龍的確有互食的行為。
這些齒痕有可能來自於打鬥後勝者吞食敗者,當然也無法排除暴龍在另一隻暴龍死去後再來撿「吃到飽」的自助餐,不過暴龍可能是腐食性這部分,科學家早已知道,到是暴龍之間會發生「龍相食」的事情,這篇報告倒是第一份喔!
2010年10月15日 星期五
壁虎與濕度
ScienceShot: Sticky Weather Makes for Sticky Geckos - ScienceNOW
應該聽過壁虎是靠著腳上的毛才能飛簷走壁吧?有些人認為如果牆上有水,壁虎應該會黏得更牢,最近的研究發現,牆上有沒有水沒有關係,關鍵在「濕度」。
研究者把壁虎腳上的毛拔起來(Ouch!),放在有水跟沒有水的表面上,發現不管有沒有水,這些毛都黏得很牢。
但是,在濕度高的狀況下,壁虎的確可以黏得更緊。
所以濕度高的時候,再胖也不怕囉...
應該聽過壁虎是靠著腳上的毛才能飛簷走壁吧?有些人認為如果牆上有水,壁虎應該會黏得更牢,最近的研究發現,牆上有沒有水沒有關係,關鍵在「濕度」。
研究者把壁虎腳上的毛拔起來(Ouch!),放在有水跟沒有水的表面上,發現不管有沒有水,這些毛都黏得很牢。
但是,在濕度高的狀況下,壁虎的確可以黏得更緊。
所以濕度高的時候,再胖也不怕囉...
2010年9月24日 星期五
來自佛羅里達的好消息
Florida Panthers Dodge Extinction - ScienceNOW
Florida panther (佛羅里達豹)在1995年的時候,面對了前所未有的危機;因為過度捕獵,整個族群只剩下20隻,而且這20隻豹,因為近親繁殖(inbreeding)的關係,已經出現了非常多的問題,包括心臟病、繁殖率降低等等...
然後美國政府決定引進8隻德州豹,以提升佛羅里達豹的基因多樣性。這十幾年來,追蹤研究發現,這8隻德州豹使得原來的佛羅里達豹的健康狀況大大提升,也讓族群的數目由20增加到100,美國政府的目標是500隻,不過目前看來,要提升到500隻,可能還要引進更多的德州豹(或是其他種的豹),因為目前發現不僅族群增加的速度已經開始放緩,近親繁殖的問題又出現了。
Florida panther (佛羅里達豹)在1995年的時候,面對了前所未有的危機;因為過度捕獵,整個族群只剩下20隻,而且這20隻豹,因為近親繁殖(inbreeding)的關係,已經出現了非常多的問題,包括心臟病、繁殖率降低等等...
然後美國政府決定引進8隻德州豹,以提升佛羅里達豹的基因多樣性。這十幾年來,追蹤研究發現,這8隻德州豹使得原來的佛羅里達豹的健康狀況大大提升,也讓族群的數目由20增加到100,美國政府的目標是500隻,不過目前看來,要提升到500隻,可能還要引進更多的德州豹(或是其他種的豹),因為目前發現不僅族群增加的速度已經開始放緩,近親繁殖的問題又出現了。
2010年9月18日 星期六
2010年9月17日 星期五
2010年9月15日 星期三
相同的動植物如何在不同的陸地上出現?
Kelp Raft Carries Marine Stowaways Hundreds of Kilometers - ScienceNOW
這個問題已經被問很多年了。當年達爾文說,是海草把動植物帶到另一個海島/大陸上,但是一直沒有直接的證據;雖然曾經在海中看過陽遂足(brittle star)、海葵(anemone)、或甲殼類附著在海草上,但是沒有人看過他們真的到岸邊。
唯一的例外是在1995年時,有個颱風把在加勒比海群島上的15隻iguana(鬣蜥)吹到300公里外的一個小島上;本文(2009)裡的海草,由DNA定序的結果,應該是由the Snare Islands (390公里)或 the Auckland Islands(600公里)吹到紐西蘭南島的St. Clair beach上。
這些海草上帶有藤壺(goose barnacles),由於藤壺在附著到生物後即會開始生長,所以由藤壺的大小可以判定海草在海中漂流了多久;這次看到的藤壺至少在海裡飄了有一個月。
所以,有時候最簡單的假說,即使聽起來不大可能,卻還是最合理、最可能的解釋。
這個問題已經被問很多年了。當年達爾文說,是海草把動植物帶到另一個海島/大陸上,但是一直沒有直接的證據;雖然曾經在海中看過陽遂足(brittle star)、海葵(anemone)、或甲殼類附著在海草上,但是沒有人看過他們真的到岸邊。
唯一的例外是在1995年時,有個颱風把在加勒比海群島上的15隻iguana(鬣蜥)吹到300公里外的一個小島上;本文(2009)裡的海草,由DNA定序的結果,應該是由the Snare Islands (390公里)或 the Auckland Islands(600公里)吹到紐西蘭南島的St. Clair beach上。
這些海草上帶有藤壺(goose barnacles),由於藤壺在附著到生物後即會開始生長,所以由藤壺的大小可以判定海草在海中漂流了多久;這次看到的藤壺至少在海裡飄了有一個月。
所以,有時候最簡單的假說,即使聽起來不大可能,卻還是最合理、最可能的解釋。
2010年9月8日 星期三
沒有腦就不會想嗎?問問黏菌吧!
ScienceShot: Even Slime Molds Make Mistakes - ScienceNOW
以為只有長了大腦才會想嗎?黏菌(slime mold)的實驗告訴我們,即使這樣簡單的生物,還是會思考的喔!
研究者用了不同濃度的燕麥粥(oatmeal)來測試黏菌是否能辨別並選擇濃度較高的燕麥粥,發現不論是在容易的那一組(包含濃度為2%, 6%, 10%)或是在困難的那一組(6%, 8%, 10%),黏菌能夠辨別並選擇濃度最高(10%)的燕麥粥,但是下決定很快的黏菌,選錯燕麥粥的機會是下決定慢的黏菌的5倍。當然在困難的那一組,要花比較多的時間作決定囉!
有趣的是,如果進行測試的黏菌,在測試前經歷了壓力(stress):比方說飢餓,或是用強光照射;這時它們面對選擇,要花多少時間來做的決定就會完全不同;在困難的那一組他會趕快作決定,而容易的那一組反而花了較長的時間才能選擇。
推論是因為:較容易的那組,最低濃度(2%)實在太低了,經歷了壓力的黏菌如果選了最低濃度,會因為吃不飽就很難過!
老葉覺得:因為我有自律神經失調的問題,如果餓到的時候我都會想要吃「營養特別豐富」的東西,黏菌是不是也是這樣呢?
大家覺得呢?
以為只有長了大腦才會想嗎?黏菌(slime mold)的實驗告訴我們,即使這樣簡單的生物,還是會思考的喔!
研究者用了不同濃度的燕麥粥(oatmeal)來測試黏菌是否能辨別並選擇濃度較高的燕麥粥,發現不論是在容易的那一組(包含濃度為2%, 6%, 10%)或是在困難的那一組(6%, 8%, 10%),黏菌能夠辨別並選擇濃度最高(10%)的燕麥粥,但是下決定很快的黏菌,選錯燕麥粥的機會是下決定慢的黏菌的5倍。當然在困難的那一組,要花比較多的時間作決定囉!
有趣的是,如果進行測試的黏菌,在測試前經歷了壓力(stress):比方說飢餓,或是用強光照射;這時它們面對選擇,要花多少時間來做的決定就會完全不同;在困難的那一組他會趕快作決定,而容易的那一組反而花了較長的時間才能選擇。
推論是因為:較容易的那組,最低濃度(2%)實在太低了,經歷了壓力的黏菌如果選了最低濃度,會因為吃不飽就很難過!
老葉覺得:因為我有自律神經失調的問題,如果餓到的時候我都會想要吃「營養特別豐富」的東西,黏菌是不是也是這樣呢?
大家覺得呢?
2010年9月4日 星期六
幹細胞事件
因為最近有關Stem cell ban的新聞實在太多了(看台灣的報紙就一點感覺也沒有),我好奇的爬了一下新聞,發現最老的是下面這篇
Federal Judge: Obama Stem Cell Policy Halted - ScienceInsider
大意是,有一群人(James Sherley, Theresa Deisher, Nightlight Christian Adoptions, the Christian Medical Association, and others.)上了一個petition給法院,陳明現在的幹細胞研究其實有傷害胚胎,也就是違反了 "Dickey-Wicker Amendment"這個修正案(這個修正案是眾議院通過的,內容大意就是政府不會支持任何損害人類胚胎的研究),因此法官Royce Lamberth在8/23下令所有拿政府研究經費的科學家,即日起暫停進行幹細胞研究。
然後是這個新聞:
NIH Director Collins Says Cell Ruling Won't Halt Most Ongoing Grants - ScienceInsider
NIH Director說,對於人類幹細胞研究(hESCs),已經給出去的研究經費不會收回,但是目前正在審的計畫已經暫停審理,而這些已經給出去的研究經費,如果明年來renew時政府還沒有解禁,可能也沒辦法renew。
這個答案對於做人類幹細胞研究的科學家來說應該是很不滿意,不過對於那些上了petition的人,可能也不會滿意吧?難道已經拿到研究經費的這些人,就可以繼續做幹細胞研究?
然後在這篇新聞裡面,提到上petition的人過去的一些記錄(感覺有點狗仔了),其中James Sherley原本在麻省理工學院(MIT)進行幹細胞的研究,但是在2007年MIT拒絕給他終身教授(tenure)的位置,他還曾為此絕食抗議,聲明這個決定是種族歧視;但是MIT在2008年還是決定不給他tenure。而 Theresa Deisher則在過去一直都是反對幹細胞研究的。
那麼到底這個暫停的命令會不會就成為禁令呢?過去NIH的說法是,如果使用的是幹細胞株,並不是研究者由胚胎取得幹細胞,那就不違反修正案,但是法官在8/23的判決中也說明的NIH的說法是站不住腳的,就像持有保育類動物的人說,動物不是他抓的,他只是去買一樣的荒謬。畢竟修正案的精神是要防止一切可能的傷害人類胚胎的行為。
不過很妙的是,這次法官的決定把前任總統的決定也給推翻了。原本George W. Bush是說2001年8月9日之前就作出來的人類幹細胞株是可以用的,但是現在法官卻說不可以,因為不管是什麼時候做出來的細胞株,只要修正案還有效,就是違反了修正案的精神,政府就不可以給研究經費去支持。
接著是各大學因為NIH的決定,所以發了信給校內從事幹細胞研究的學者說,你們今年的錢拿到了,可以繼續你們的研究,不過明年...再說吧...
不過他們還是擔心會整個被中止...
接著,在2010/8/27 NIH發了一個e-mail給內部的實驗室(NIH有非常多的實驗室),請他們「立即停止」所有的幹細胞研究,包括之前原本在George W. Bush的規定下OK的,現在都不行了。這在NIH是從來沒有發生過的事。
最新的新聞是,科學家們正在要求法官先暫停他的禁令...
Federal Judge: Obama Stem Cell Policy Halted - ScienceInsider
大意是,有一群人(James Sherley, Theresa Deisher, Nightlight Christian Adoptions, the Christian Medical Association, and others.)上了一個petition給法院,陳明現在的幹細胞研究其實有傷害胚胎,也就是違反了 "Dickey-Wicker Amendment"這個修正案(這個修正案是眾議院通過的,內容大意就是政府不會支持任何損害人類胚胎的研究),因此法官Royce Lamberth在8/23下令所有拿政府研究經費的科學家,即日起暫停進行幹細胞研究。
然後是這個新聞:
NIH Director Collins Says Cell Ruling Won't Halt Most Ongoing Grants - ScienceInsider
NIH Director說,對於人類幹細胞研究(hESCs),已經給出去的研究經費不會收回,但是目前正在審的計畫已經暫停審理,而這些已經給出去的研究經費,如果明年來renew時政府還沒有解禁,可能也沒辦法renew。
這個答案對於做人類幹細胞研究的科學家來說應該是很不滿意,不過對於那些上了petition的人,可能也不會滿意吧?難道已經拿到研究經費的這些人,就可以繼續做幹細胞研究?
然後在這篇新聞裡面,提到上petition的人過去的一些記錄(感覺有點狗仔了),其中James Sherley原本在麻省理工學院(MIT)進行幹細胞的研究,但是在2007年MIT拒絕給他終身教授(tenure)的位置,他還曾為此絕食抗議,聲明這個決定是種族歧視;但是MIT在2008年還是決定不給他tenure。而 Theresa Deisher則在過去一直都是反對幹細胞研究的。
那麼到底這個暫停的命令會不會就成為禁令呢?過去NIH的說法是,如果使用的是幹細胞株,並不是研究者由胚胎取得幹細胞,那就不違反修正案,但是法官在8/23的判決中也說明的NIH的說法是站不住腳的,就像持有保育類動物的人說,動物不是他抓的,他只是去買一樣的荒謬。畢竟修正案的精神是要防止一切可能的傷害人類胚胎的行為。
不過很妙的是,這次法官的決定把前任總統的決定也給推翻了。原本George W. Bush是說2001年8月9日之前就作出來的人類幹細胞株是可以用的,但是現在法官卻說不可以,因為不管是什麼時候做出來的細胞株,只要修正案還有效,就是違反了修正案的精神,政府就不可以給研究經費去支持。
接著是各大學因為NIH的決定,所以發了信給校內從事幹細胞研究的學者說,你們今年的錢拿到了,可以繼續你們的研究,不過明年...再說吧...
不過他們還是擔心會整個被中止...
接著,在2010/8/27 NIH發了一個e-mail給內部的實驗室(NIH有非常多的實驗室),請他們「立即停止」所有的幹細胞研究,包括之前原本在George W. Bush的規定下OK的,現在都不行了。這在NIH是從來沒有發生過的事。
最新的新聞是,科學家們正在要求法官先暫停他的禁令...
2010年8月29日 星期日
小麥(Wheat)的產量已經到頂了嗎?
Has Wheat Peaked? - ScienceNOW
雖然最近已經把小麥(wheat)的基因體(genome)給定序完成,但是從1974年開始,任何品種改良的措施卻已經不能再讓小麥的產量上升了。
要讓作物產量上昇一般來說就是兩個方法:一個是在單位面積種更多的作物,另一個方法就是透過品種改良,讓作物在最佳時間成熟、可以抵抗病原、或是挑選可以把更多能量轉移到產生穀物的品種。
為什麼小麥的產量不能再上昇了呢?研究者說,原因之一是病原總是演化得更快;另一個原因則是所謂的「基因瓶頸效應」(genetic bottlenecks)。舉例來說,當初育種學家挑選了矮莖的小麥,因為這種小麥會用比較少的能量去長莖,所以可以把這些能量轉移去產生麥粒;在做這個選擇的同時,高莖的小麥裡面「所有的」基因,就完全被排除在現代農夫栽種的小麥的基因組合之外了。
當然讀者可能會說:那就再把高莖的小麥找回來雜交啊!說起來容易,但是經由雜交選種是浩大的工程,育種學家們由1959年開始努力的選種雜交出「理想的」小麥品種,如果現在要再去找高莖的小麥來跟現代農夫栽種的小麥雜交,這中間要投入的人力物力相當龐大,而且當初高莖的小麥,不就是因為產量不如人才被摒除在外嗎?現在要再把它找回來加入現代小麥的基因組合不是不可能,但是中間所牽涉到的龐大的人力物力,如果沒有拿到研究經費是不可能做的,而要去說服主管機關(如農委會或國科會,或是USDA和NIH)提供經費做看起來很可能不會有結果的研究,更是難上加難。
所以目前所能做的,既然育種已經不能產生產量更高的小麥,而有鑑於玉米跟大豆的經驗,小麥農夫們並不想去嘗試轉殖小麥(目前也沒有,因為現代農夫栽種的小麥不是四倍體就是六倍體,基因實在太複雜了),就只剩下改良耕種的技術,來提高單位面積的產量了。
定序完一個生物,就真的能夠掌握他的一切嗎?不,困難的工作才剛開始哪!
雖然最近已經把小麥(wheat)的基因體(genome)給定序完成,但是從1974年開始,任何品種改良的措施卻已經不能再讓小麥的產量上升了。
要讓作物產量上昇一般來說就是兩個方法:一個是在單位面積種更多的作物,另一個方法就是透過品種改良,讓作物在最佳時間成熟、可以抵抗病原、或是挑選可以把更多能量轉移到產生穀物的品種。
為什麼小麥的產量不能再上昇了呢?研究者說,原因之一是病原總是演化得更快;另一個原因則是所謂的「基因瓶頸效應」(genetic bottlenecks)。舉例來說,當初育種學家挑選了矮莖的小麥,因為這種小麥會用比較少的能量去長莖,所以可以把這些能量轉移去產生麥粒;在做這個選擇的同時,高莖的小麥裡面「所有的」基因,就完全被排除在現代農夫栽種的小麥的基因組合之外了。
當然讀者可能會說:那就再把高莖的小麥找回來雜交啊!說起來容易,但是經由雜交選種是浩大的工程,育種學家們由1959年開始努力的選種雜交出「理想的」小麥品種,如果現在要再去找高莖的小麥來跟現代農夫栽種的小麥雜交,這中間要投入的人力物力相當龐大,而且當初高莖的小麥,不就是因為產量不如人才被摒除在外嗎?現在要再把它找回來加入現代小麥的基因組合不是不可能,但是中間所牽涉到的龐大的人力物力,如果沒有拿到研究經費是不可能做的,而要去說服主管機關(如農委會或國科會,或是USDA和NIH)提供經費做看起來很可能不會有結果的研究,更是難上加難。
所以目前所能做的,既然育種已經不能產生產量更高的小麥,而有鑑於玉米跟大豆的經驗,小麥農夫們並不想去嘗試轉殖小麥(目前也沒有,因為現代農夫栽種的小麥不是四倍體就是六倍體,基因實在太複雜了),就只剩下改良耕種的技術,來提高單位面積的產量了。
定序完一個生物,就真的能夠掌握他的一切嗎?不,困難的工作才剛開始哪!
2010年8月26日 星期四
全世界最小的青蛙
ScienceShot: The Smallest Frog in the Old World - ScienceNOW
全世界最小的青蛙,但是卻有很好的肺活量。
Microhyla nepenthicola的長度大概在10.6 to 12.8 mm之間,他們生活在Nepenthes pitcher plants(一種豬籠草)上,因為豬籠草的表面滑溜溜(有蠟),可能是這樣導致這種青蛙的第一根腳趾及蹼都呈現退化的現象(可以抓得更穩)。
天下無奇不有....
2010年8月25日 星期三
鶲鳥的流行歌
ScienceShot: That Birdsong Is So Five Minutes Ago - ScienceNOW
以為只有人會趕流行,今年裙子長,去年裙子短,還是今年流行Bassa Nova,去年流行Jazz嗎?
一群科學家研究麻省的一種鶲鳥(chestnut-sided warblers)發現,鶲鳥有兩種歌,一種是求偶的,另一種是與其他雄性鶲鳥爭地盤唱的;19年來的研究發現,求偶的歌曲數十年如一日,但是爭地盤的歌曲很少流行超過七年,大部分的都是年年更換。
不知道鶲鳥今年流行的是哪一種曲風?
以為只有人會趕流行,今年裙子長,去年裙子短,還是今年流行Bassa Nova,去年流行Jazz嗎?
一群科學家研究麻省的一種鶲鳥(chestnut-sided warblers)發現,鶲鳥有兩種歌,一種是求偶的,另一種是與其他雄性鶲鳥爭地盤唱的;19年來的研究發現,求偶的歌曲數十年如一日,但是爭地盤的歌曲很少流行超過七年,大部分的都是年年更換。
不知道鶲鳥今年流行的是哪一種曲風?
2010年8月22日 星期日
蒼蠅怎樣飛?
You Are Now Free to Move About the Insect - ScienceNOW
不管你覺得蒼蠅/果蠅有多討厭,但是他們是不折不扣的空中霸王。他們可以在一秒內急轉彎躲開你的手/蒼蠅拍,那並不是很容易達成的任務。
但是蒼蠅是怎樣決定要飛多高?過去有人提出Optic Flow Model,說當在高處飛行的時候,地面看來是靜止的,如此一來蟲蟲們無法知道到底飛多遠;所以牠們不會飛太高,因為這樣容易撞到。聽起來好像還蠻合理,但是卻無法解釋一些觀察到的現象。
為了瞭解果蠅如何決定牠們的飛行高度,加州理工學院的Dr. Andrew Straw建造了一個風洞,將果蠅放在裡面然後拍攝果蠅們的飛行行為。
一開始他們先測試Optic flow model是否正確。當果蠅起飛後,他們在地上打出光線的條紋,並且讓這個條紋跟著果蠅一起移動。這樣會讓果蠅有種錯覺:地面沒有在移動。如果optic flow model是正確的,果蠅應該會飛低一點,好讓自己能更正確的掌控飛行的距離。結果是:果蠅們不為所動。
接著他們在風洞的牆上投射陰影。沒想到陰影有多高,果蠅就飛多高!
科學家們推論這是因為:果蠅們利用牆上的陰影來偵測家具的高度,這樣要降落的時候,才能夠很快降落。
有趣的是,之前觀察蛾(moth)發現蛾也會利用牆上的陰影來決定自己飛行的高度。所以,或許所有的飛行昆蟲都使用類似的機制?
下次看到蒼蠅/果蠅的時候,留意一下他們的飛行高度,是否跟附近的物體的高度有關喔!
不管你覺得蒼蠅/果蠅有多討厭,但是他們是不折不扣的空中霸王。他們可以在一秒內急轉彎躲開你的手/蒼蠅拍,那並不是很容易達成的任務。
但是蒼蠅是怎樣決定要飛多高?過去有人提出Optic Flow Model,說當在高處飛行的時候,地面看來是靜止的,如此一來蟲蟲們無法知道到底飛多遠;所以牠們不會飛太高,因為這樣容易撞到。聽起來好像還蠻合理,但是卻無法解釋一些觀察到的現象。
為了瞭解果蠅如何決定牠們的飛行高度,加州理工學院的Dr. Andrew Straw建造了一個風洞,將果蠅放在裡面然後拍攝果蠅們的飛行行為。
一開始他們先測試Optic flow model是否正確。當果蠅起飛後,他們在地上打出光線的條紋,並且讓這個條紋跟著果蠅一起移動。這樣會讓果蠅有種錯覺:地面沒有在移動。如果optic flow model是正確的,果蠅應該會飛低一點,好讓自己能更正確的掌控飛行的距離。結果是:果蠅們不為所動。
接著他們在風洞的牆上投射陰影。沒想到陰影有多高,果蠅就飛多高!
科學家們推論這是因為:果蠅們利用牆上的陰影來偵測家具的高度,這樣要降落的時候,才能夠很快降落。
有趣的是,之前觀察蛾(moth)發現蛾也會利用牆上的陰影來決定自己飛行的高度。所以,或許所有的飛行昆蟲都使用類似的機制?
下次看到蒼蠅/果蠅的時候,留意一下他們的飛行高度,是否跟附近的物體的高度有關喔!
塑膠都去哪裡了?
Where Has All the Plastic Gone? - ScienceNOW
還記得大海中的「塑膠之島」( the Great Pacific Garbage Patch)嗎?在美洲大陸的另外一邊,也有很多小小的塑膠顆粒漂浮在大西洋中間,漂浮物的面積大概有2/3個美國那麼大。
來自於麻省(Woods Hole, Massachusetts)的SEA (Sea Education Association) ,從1986年起就開始帶領學生進行一系列的研究,利用撈捕浮游生物(phytoplankton)的細網在大海中拖行2公里,然後把撈到的塑膠用夾子(tweezers)夾出來,並定量。
22年中他們進行了6136次的拖行,超過60%的拖行中都找到塑膠,主要是polyethylene and polypropylene(購物袋跟牛奶罐的主要原料)。
但是讓他們很訝異的事情是,這二十幾年來塑膠的量並沒有增加。乍聽之下好像是好事,但如果去看這二十幾年來生產及拋棄的塑膠製品的數量增加了數倍,面對這個數據我們就不禁要問:塑膠都去哪裡了?
畢竟塑膠不是水,可以蒸發,所以作者提出幾個可能:
一、塑膠已經分解為極小的顆粒,小到連用來抓浮游生物的網子都抓不到。
22年中他們進行了6136次的拖行,超過60%的拖行中都找到塑膠,主要是polyethylene and polypropylene(購物袋跟牛奶罐的主要原料)。
但是讓他們很訝異的事情是,這二十幾年來塑膠的量並沒有增加。乍聽之下好像是好事,但如果去看這二十幾年來生產及拋棄的塑膠製品的數量增加了數倍,面對這個數據我們就不禁要問:塑膠都去哪裡了?
畢竟塑膠不是水,可以蒸發,所以作者提出幾個可能:
一、塑膠已經分解為極小的顆粒,小到連用來抓浮游生物的網子都抓不到。
the plastic might disintegrate into pieces too small to be caught in a net.
二、塑膠顆粒外面被藻類覆蓋後,下沈到海底。
Algae-coated pieces might sink to the sediments.
三、塑膠被浮游生物,或是魚類吞食。
The plastic could be eaten by plankton or fish.
不管是哪一個可能,或是通通都發生,這些都不是好事。
所以,現在我們需要繼續去追蹤塑膠去哪裡了?還有,我們要減少使用、加強回收,不要再讓更多的塑膠釋放到地球上...
二、塑膠顆粒外面被藻類覆蓋後,下沈到海底。
Algae-coated pieces might sink to the sediments.
三、塑膠被浮游生物,或是魚類吞食。
The plastic could be eaten by plankton or fish.
不管是哪一個可能,或是通通都發生,這些都不是好事。
所以,現在我們需要繼續去追蹤塑膠去哪裡了?還有,我們要減少使用、加強回收,不要再讓更多的塑膠釋放到地球上...
2010年8月18日 星期三
你相信世界上有僵屍嗎?
世界上不知道是否有僵屍,但是一定有僵屍蟻,而且僵屍蟻在4千8百萬年前就存在了。
Ophiocordyceps這屬的真菌,會感染Camponotus leonardi 這類的螞蟻,神奇的是,在被真菌感染後的螞蟻,會個性大變...他會離開蟻窩,尋找一片距離地表比較近的樹葉,咬下一口,然後死掉。接著真菌的子實體就會從螞蟻的頭部長出來。根據資料顯示, 真菌對於螞蟻的行為完全控制,它會讓螞蟻走到距離地面25公分的樹葉上,而且是植物的北溫度大約20-30度,濕度則是95%~~~最適合真菌子實體發芽的環境。所以螞蟻在遭受感染後,完全忘了自己是誰,只一心想著要找片適合的樹葉咬一口...像不像僵屍?
由於僵屍蟻在死前咬樹葉的痕跡非常特別,連在化石上都可以看得一清二楚,最近有人在一片4千8百萬年前的樹葉上,發現了29個咬痕,顯示僵屍蟻在那麼久以前就有啦!
在七月討論這樣的題目,會不會覺得有冷風吹過?
參考文獻:
ScienceShot: Zombies Thrived on Ancient Earth - ScienceNOW
David P. Hughes, Torsten Wappler, Conrad C. Labandeira. 2011. Ancient death-grip leaf scars reveal ant–fungal parasitism. Biology Letters. DOI: 10.1098/rsbl.2010.0521
被Ophiocordyceps感染的螞蟻,在葉片背面咬洞。 圖片來源:wiki |
由於僵屍蟻在死前咬樹葉的痕跡非常特別,連在化石上都可以看得一清二楚,最近有人在一片4千8百萬年前的樹葉上,發現了29個咬痕,顯示僵屍蟻在那麼久以前就有啦!
化石葉片背面的咬痕。圖片來源:Biology Letters |
在七月討論這樣的題目,會不會覺得有冷風吹過?
參考文獻:
ScienceShot: Zombies Thrived on Ancient Earth - ScienceNOW
標籤:
僵屍蟻,
Ophiocordyceps,
zombie ants
2010年8月12日 星期四
焦慮從何而來?
The Makings of an Anxious Temperament - ScienceNOW
超害羞又容易焦慮的小孩,長大以後會比較容易有焦慮症(anxiety disorder),也會比較容易尋求酒精或藥物來協助他解脫。只是,容易焦慮到底是天生的,還是後天的?
容易焦慮的孩子,在遇到陌生人或是感覺到有威脅時,會呈現「定格」(freeze up)的狀態;科學家發現,有些猴子在陌生人接近籠子卻不看著牠時(human intruder test),也會定格(stress hormones會上升)。威斯康辛大學麥迪遜分校的心理學家Ned Kalin以及他的團隊,由1500隻實驗室裡的恆河猴( rhesus monkey)中,觀察了238隻有詳細記載族譜(pedigree)的小猴,觀察他們對human intruder test的反應,然後再進行PET scan。
結果發現,那些在human intruder test中會定格的小猴子們,腦中的杏仁核(the amygdala)以及下視丘前葉(the anterior hippocampus)的活動提高,這並不是什麼新聞,因為之前在老鼠跟人裡面也看到類似的結果。
有趣的地方是:因為這些小猴的族譜都很清楚,所以科學家把觀察到的結果再加上族譜分析,發現:下視丘前葉的在焦慮時活動上升的現象是來自於遺傳,但杏仁核的活動則與遺傳無關。
到底是哪個(或哪些)基因影響到下視丘前葉在本文中描述的活動呢?
以前就知道害羞(shyness)這種個性是會遺傳的,不知道害羞跟這裡提到的「超級害羞」以及容易焦慮有關嗎?
超害羞又容易焦慮的小孩,長大以後會比較容易有焦慮症(anxiety disorder),也會比較容易尋求酒精或藥物來協助他解脫。只是,容易焦慮到底是天生的,還是後天的?
容易焦慮的孩子,在遇到陌生人或是感覺到有威脅時,會呈現「定格」(freeze up)的狀態;科學家發現,有些猴子在陌生人接近籠子卻不看著牠時(human intruder test),也會定格(stress hormones會上升)。威斯康辛大學麥迪遜分校的心理學家Ned Kalin以及他的團隊,由1500隻實驗室裡的恆河猴( rhesus monkey)中,觀察了238隻有詳細記載族譜(pedigree)的小猴,觀察他們對human intruder test的反應,然後再進行PET scan。
結果發現,那些在human intruder test中會定格的小猴子們,腦中的杏仁核(the amygdala)以及下視丘前葉(the anterior hippocampus)的活動提高,這並不是什麼新聞,因為之前在老鼠跟人裡面也看到類似的結果。
有趣的地方是:因為這些小猴的族譜都很清楚,所以科學家把觀察到的結果再加上族譜分析,發現:下視丘前葉的在焦慮時活動上升的現象是來自於遺傳,但杏仁核的活動則與遺傳無關。
到底是哪個(或哪些)基因影響到下視丘前葉在本文中描述的活動呢?
以前就知道害羞(shyness)這種個性是會遺傳的,不知道害羞跟這裡提到的「超級害羞」以及容易焦慮有關嗎?
2010年8月11日 星期三
絕對不是口臭,哈
ScienceShot: Humid Breath Fells Insects - ScienceNOW
為什麼羊一靠近植物,植物上面的蚜蟲(aphid)就紛紛跌落?當然他們不想被吃掉,但是他們是感應到羊的什麼?口臭嗎?
有人決心要找出原因,所以就對植物上的蚜蟲噴灑二氧化碳(CO2),以及其他在吃草的動物的「口氣」裡找得到的分子...都沒用。
當他們對著蚜蟲噴灑濕熱的空氣時,2/3的蚜蟲由植物上跌落。
所以,是「口氣」裡面的水氣,而不是口臭喔....酷吧。
有人決心要找出原因,所以就對植物上的蚜蟲噴灑二氧化碳(CO2),以及其他在吃草的動物的「口氣」裡找得到的分子...都沒用。
當他們對著蚜蟲噴灑濕熱的空氣時,2/3的蚜蟲由植物上跌落。
所以,是「口氣」裡面的水氣,而不是口臭喔....酷吧。
2010年8月4日 星期三
防止生物科技公司成為生物武器的代工廠
Panel Recommends Defining Select Agents by DNA Sequence - ScienceInsider
合成生物學(synthetic biology)目前已經發展到:對於簡單的生物(病毒),只要可以用DNA 合成機(oligo synthesizer)把整個基因體的序列合成出來,就可以做出一隻活的病毒。
但令人擔心的是:如果有人合成伊波拉(Ebola)病毒呢?或是天花(smallpox)?
美國國家科學院(National Academies)在最近表示,他們正著手研發一個系統,可以協助鑑定出合成的序列是否來自於高危險性的生物,以免生技公司淪為製造生物武器的代工廠商。
老葉猜想,這個系統應該是要裝在oligo synthesizer裡面,當工作人員輸入序列時,如果比對出來是Ebola, smallpox或anthrax等具有高危險性的生物,系統就會辨識出來,拒絕合成。而這時,生技公司應該要報警吧?
就像目前的彩色影印機都有內建程式,如果拿鈔票去影印,是印不出來的。
貓鼬的生日派對
ScienceShots: Why Mongoose Moms Synchronize Births - ScienceNOW
科學家觀察到,同一群貓鼬(mongoose)幾乎都在同一天產下他們的小貓鼬,難道真的是為了未來可以有個大party嗎?
觀察研究的結果顯示,比別人早出生的小貓鼬,有三成的機會會被其他正在待產的貓鼬媽媽殺掉,因為其他的貓鼬媽媽不想讓這個early bird佔盡所有的資源。
而比別人晚出生的小貓鼬,會因為資源都已經被早出生的小貓鼬佔去,所以長得不好。
跟大家同一天出生的小貓鼬,因為其他的貓鼬媽媽也在忙著照顧自己的小baby,所以不會被殺掉。
科學家覺得,這是不是為何同住在一起的人類女性,月經都會在差不多時間來的原因呢?
2010年7月25日 星期日
停經的邏輯
The Mathematics of Menopause - ScienceNOW
有多少人注意到大部分的哺乳類是不停經的?就像蔣介石說的:「生命的意義在創造宇宙繼起之生命」,動物只要活著就不斷繁衍,「生到死」是絕大部分雌性哺乳動物的命運。
但是,有三種哺乳動物是例外:人、短鰭領航鯨(short-finned pilot whales)以及殺人鯨。為什麼這三種動物會停經呢?
在Jarod Diamond的「第三種猩猩」中,他認為人會停經是因為人的嬰兒大小相對於母體,是所有哺乳動物中最大的(3.5kg vs. 50-60kg),即使以現代醫療科技的發達,生產的風險還是不小。另外,人的嬰兒不像一般哺乳動物的嬰兒,生下來不久就可以行動;很快就可以獨立。人要到一歲左右才開始會走,十五歲以後才可以獨立。(想像一下:如果倉鼠[hamster]到10天才能行走,五個月才能獨立生活,你一定會覺得這是一種很奇怪的倉鼠)所以照顧人的嬰兒,要花費非常大的力氣,如果像其他的哺乳動物一樣可以生到死,最後出生的嬰兒很可能會養不活,當然媽媽可能也會因為老年生產而死於分娩。
所以Jarod Diamond認為人會停經是為了要讓自己的後代有更好的照顧,也讓老年人的經驗得以傳承。
那麼,另外這兩種鯨又為何要停經呢?
英國的演化生物學家Rufus Johnstone (劍橋大學)以及 Michael Cant (University of Exeter),以數學模型來研究人以及這兩種鯨,發現這三種動物都是群居性的動物,女人在結婚後加入夫家的聚落,而這兩種鯨在交配後,雌鯨回到原來的聚落。但是不管是哪種,整個聚落的雌性動物都會一起幫忙照顧小孩,此時老年雌性停經變得有利~因為聚落中可以幫忙照顧小孩的成員增加了。
當然,他們的說法我們也不必完全同意。您,同意嗎?
有多少人注意到大部分的哺乳類是不停經的?就像蔣介石說的:「生命的意義在創造宇宙繼起之生命」,動物只要活著就不斷繁衍,「生到死」是絕大部分雌性哺乳動物的命運。
但是,有三種哺乳動物是例外:人、短鰭領航鯨(short-finned pilot whales)以及殺人鯨。為什麼這三種動物會停經呢?
在Jarod Diamond的「第三種猩猩」中,他認為人會停經是因為人的嬰兒大小相對於母體,是所有哺乳動物中最大的(3.5kg vs. 50-60kg),即使以現代醫療科技的發達,生產的風險還是不小。另外,人的嬰兒不像一般哺乳動物的嬰兒,生下來不久就可以行動;很快就可以獨立。人要到一歲左右才開始會走,十五歲以後才可以獨立。(想像一下:如果倉鼠[hamster]到10天才能行走,五個月才能獨立生活,你一定會覺得這是一種很奇怪的倉鼠)所以照顧人的嬰兒,要花費非常大的力氣,如果像其他的哺乳動物一樣可以生到死,最後出生的嬰兒很可能會養不活,當然媽媽可能也會因為老年生產而死於分娩。
所以Jarod Diamond認為人會停經是為了要讓自己的後代有更好的照顧,也讓老年人的經驗得以傳承。
那麼,另外這兩種鯨又為何要停經呢?
英國的演化生物學家Rufus Johnstone (劍橋大學)以及 Michael Cant (University of Exeter),以數學模型來研究人以及這兩種鯨,發現這三種動物都是群居性的動物,女人在結婚後加入夫家的聚落,而這兩種鯨在交配後,雌鯨回到原來的聚落。但是不管是哪種,整個聚落的雌性動物都會一起幫忙照顧小孩,此時老年雌性停經變得有利~因為聚落中可以幫忙照顧小孩的成員增加了。
當然,他們的說法我們也不必完全同意。您,同意嗎?
2010年7月23日 星期五
海洋酸化對浮游生物的影響:鑑古知今
Marine Creatures Survived Ancient Ocean Acidification - ScienceNOW
約 1.2億年前,在白堊紀早期的時候,一系列大規模的火山噴發大量注入的二氧化碳(CO2)進入地球大氣層。空氣中的二氧化碳含量上升到今天的兩倍的水平。最後,海洋吸收了大部分的二氧化碳,這大大提高了水的酸度。這一變化減少了碳酸鈣(碳酸鈣)在水中的量,使動物(例如某些種類的浮游生物)形成外殼更加困難。大約 16萬年後海洋pH值才恢復正常。
米蘭大學微古生物學家(micropaleontologist) Elisabetta Erba 以及瑞士聯邦理工學院的地質化學家(geochemist) Helmut Weissert 對於當時的這個變化,對海洋生物到底有多大的影響非常有興趣。他們選了兩個地點研究當時海洋沉積物的古化石,一個地點位於現在的意大利北部和另外一個地點在太平洋中部。 “太平洋在當時海洋是唯一的大海洋”Erba說。他們特別去研究鈣質 nannoplankton化石(現代浮游生物的祖先)的數量和狀況。這種動物的外殼主要由碳酸鈣組成,因此可以顯示它們的整體健康和海洋的化學狀態。
隨著酸度上升,例如,某些浮游生物的骨架變得畸形,有些縮小,有些就死掉了。最令人驚訝的,大部分的nannoplankton似乎可以適應酸化。
雖然這個研究看起來似乎是個好消息,但是1.2億年前的海洋酸化發生的速度比現在要慢很多,所以究竟現在的生物能不能適應這樣急遽的改變呢?就像上次另一篇文章提到的,海洋酸化會讓小丑魚的嗅覺出現問題,甚至會因為嗅覺障礙,讓牠游向掠食者,使死亡率提高5-9倍。相比於古代,人類的破壞速度實在是快太多了。
隨著酸度上升,例如,某些浮游生物的骨架變得畸形,有些縮小,有些就死掉了。最令人驚訝的,大部分的nannoplankton似乎可以適應酸化。
雖然這個研究看起來似乎是個好消息,但是1.2億年前的海洋酸化發生的速度比現在要慢很多,所以究竟現在的生物能不能適應這樣急遽的改變呢?就像上次另一篇文章提到的,海洋酸化會讓小丑魚的嗅覺出現問題,甚至會因為嗅覺障礙,讓牠游向掠食者,使死亡率提高5-9倍。相比於古代,人類的破壞速度實在是快太多了。
2010年7月16日 星期五
【比CSI更精彩】利用親緣DNA鑑定破解懸案
知道short tandem repeats嗎?它們是位於染色體上的不斷重複的片段,長度可以從2個鹼基對(base pairs)到16個鹼基對。在染色體上,這種short tandem repeats重複的次數會因人而異,成為親緣鑑定以及犯罪鑑識上的重要工具。
由於過去DNA鑑定的技術沒有現在這麼進步,導致有些案件無法偵破。2008年開始,加州的警局開始採用親緣鑑定的技術來破解多年前的懸案。
他們採用了13個聯邦調查局(FBI)使用的 Combined DNA Index System (CODIS) 以及另兩個加州特有的位址(都是具有short tandem repeats的區域)的資料,與資料庫中這幾年有犯暴力案件,且認定仍對於社會有危險的罪犯進行比對。
如果有比對出可能的對象,接著科學家們會找出他的近親中有可能的人,如果這個人,跟警方想要抓的嫌犯都是男性,接著就會比對位於Y染色體上面的short tandem repeats。只有父子、兄弟的Y染色體上的short tandem repeats會重複一樣那麼多次。
最近,科學家們利用這個技術,找到了在洛杉磯由1988-2008犯下至少11件殺人案的Grim Sleeper殺人狂。
他們先掃瞄現在的資料庫,第一次沒有找到任何可能的對象,第二次(2010年四月)找到了一個人。由於Grim Sleeper從1988年就開始犯案,警方認為應該是這個人的父親。
由於缺乏直接的證據,無法馬上去逮捕這位可能的嫌犯;於是警方派人很有耐心的跟蹤他,終於讓他們撿到一塊他咬了幾口不吃的pizza,帶回去取到新鮮的DNA樣品,再做一次鑑定,並將鑑定結果於2008年採到的樣品所做的結果比對。
比對發現,pizza上的鑑定結果與2008年採到的樣品所得到的結果完全符合,於是警方逮捕了他。
酷嗎?我覺得這比CSI還精彩,畢竟這可是發生在現實世界喔!
參考文獻:
2010/7/12. Scientists Explain How Familial DNA Testing Nabbed Alleged Serial Killer - ScienceInsider
由於過去DNA鑑定的技術沒有現在這麼進步,導致有些案件無法偵破。2008年開始,加州的警局開始採用親緣鑑定的技術來破解多年前的懸案。
他們採用了13個聯邦調查局(FBI)使用的 Combined DNA Index System (CODIS) 以及另兩個加州特有的位址(都是具有short tandem repeats的區域)的資料,與資料庫中這幾年有犯暴力案件,且認定仍對於社會有危險的罪犯進行比對。
如果有比對出可能的對象,接著科學家們會找出他的近親中有可能的人,如果這個人,跟警方想要抓的嫌犯都是男性,接著就會比對位於Y染色體上面的short tandem repeats。只有父子、兄弟的Y染色體上的short tandem repeats會重複一樣那麼多次。
最近,科學家們利用這個技術,找到了在洛杉磯由1988-2008犯下至少11件殺人案的Grim Sleeper殺人狂。
他們先掃瞄現在的資料庫,第一次沒有找到任何可能的對象,第二次(2010年四月)找到了一個人。由於Grim Sleeper從1988年就開始犯案,警方認為應該是這個人的父親。
由於缺乏直接的證據,無法馬上去逮捕這位可能的嫌犯;於是警方派人很有耐心的跟蹤他,終於讓他們撿到一塊他咬了幾口不吃的pizza,帶回去取到新鮮的DNA樣品,再做一次鑑定,並將鑑定結果於2008年採到的樣品所做的結果比對。
(示意圖)警察跟蹤很久,終於撿到他咬了一口不吃的 pizza。圖片提供:馬姍渝 |
酷嗎?我覺得這比CSI還精彩,畢竟這可是發生在現實世界喔!
參考文獻:
2010/7/12. Scientists Explain How Familial DNA Testing Nabbed Alleged Serial Killer - ScienceInsider
2010年7月9日 星期五
海底「不」動員~暖化的地球殘害尼莫
如果認為空氣中的二氧化碳濃度上升,只對陸生生物有影響,那你就錯了。
之前的一些研究發現,空氣中二氧化碳上升,使得溶在海水裡得二氧化碳增加,造成海水酸化。以前只知道海水酸化對於甲殼類的動物有不好的影響,最近的研究卻發現,海水酸化會影響到魚類的行為。
酸化的海水,使得魚兒的嗅覺受到影響;當海水裡面的二氧化碳濃度提高到850ppm時(2010年時大氣中的二氧化碳濃度是390ppm,而2014年已經來到400ppm),小丑魚的嗅覺受到非常嚴重的破壞,甚至在聞到他們的掠食者的氣味後,反而受到吸引,朝著掠食者游去!這個「找死」的舉動,讓小丑魚的死亡率上升了5到9倍。
為什麼要選這個濃度呢?研究者解釋,如果我們繼續目前的「增碳」進度,在公元2050年海水裡的二氧化碳會上升到500ppm,而到了公元2100年時,海水裡的二氧化碳就會上升到850ppm了!以目前大家的努力程度來看,恐怕要到達850ppm並非不可能喔!
節能減碳救尼莫啊!
參考文獻:
Nazlie Latefi. 2010/7/6. ScienceShot: Losing Nemo? - ScienceNOW
之前的一些研究發現,空氣中二氧化碳上升,使得溶在海水裡得二氧化碳增加,造成海水酸化。以前只知道海水酸化對於甲殼類的動物有不好的影響,最近的研究卻發現,海水酸化會影響到魚類的行為。
酸化的海水,使得魚兒的嗅覺受到影響;當海水裡面的二氧化碳濃度提高到850ppm時(2010年時大氣中的二氧化碳濃度是390ppm,而2014年已經來到400ppm),小丑魚的嗅覺受到非常嚴重的破壞,甚至在聞到他們的掠食者的氣味後,反而受到吸引,朝著掠食者游去!這個「找死」的舉動,讓小丑魚的死亡率上升了5到9倍。
小丑魚。圖片來源:wiki |
為什麼要選這個濃度呢?研究者解釋,如果我們繼續目前的「增碳」進度,在公元2050年海水裡的二氧化碳會上升到500ppm,而到了公元2100年時,海水裡的二氧化碳就會上升到850ppm了!以目前大家的努力程度來看,恐怕要到達850ppm並非不可能喔!
節能減碳救尼莫啊!
參考文獻:
Nazlie Latefi. 2010/7/6. ScienceShot: Losing Nemo? - ScienceNOW
標籤:
二氧化碳濃度,
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海洋生態,
嗅覺,
clown fish,
CO2 concentration,
sense of smell
2010年7月4日 星期日
很多細菌都是「好鼻獅」
大家都知道所謂的「趨化作用」(chemotaxis)吧?細菌上面的受器(receptor)接收到環境中的小分子,然後受器送出信號給一個與負責控制鞭毛(flagellum)的反應調節器(response regulator),使細菌改變移動的方向。如果小分子是食物分子(chemoattractants),則朝向有小分子的方向移動,如果是有害的分子(chemorepellents),則往相反的方向移動。
過去科學家們研究最多的趨化系統是大腸桿菌(E. coli),不過在2010年六月發表在Science Signaling上面的一篇文章裡,美國國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory in Tennessee )的Dr. Zhulin以及他的postdoc花了七年的功夫,研究了450隻細菌(從真細菌到古細菌Archea)的趨化系統,發現其中245隻細菌都有趨化系統,而這些趨化系統大概可以分為19種。由簡單的(只有一個receptor和一個response regulator)到很複雜的,在這245隻菌裡面都有看到。
這麼高比例的細菌都具有趨化系統,讓科學家們相當驚訝。原來好鼻獅不只有大腸桿菌類的致病菌,其他的細菌(包含對人沒有致病能力的)裡面,「好鼻獅」也不少喔!
參考文獻:
2010/6/29. More Than Half of Bacteria Have Homing Ability - ScienceNOW
Kristin Wuichet and Igor B. Zhulin. 2010. Origins and Diversification of a Complex Signal Transduction System in Prokaryotes. Sci. Signal. 3(128):ra50. DOI: 10.1126/scisignal.2000724
趨化作用(chemotaxis)。圖片來源:wiki |
過去科學家們研究最多的趨化系統是大腸桿菌(E. coli),不過在2010年六月發表在Science Signaling上面的一篇文章裡,美國國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory in Tennessee )的Dr. Zhulin以及他的postdoc花了七年的功夫,研究了450隻細菌(從真細菌到古細菌Archea)的趨化系統,發現其中245隻細菌都有趨化系統,而這些趨化系統大概可以分為19種。由簡單的(只有一個receptor和一個response regulator)到很複雜的,在這245隻菌裡面都有看到。
這麼高比例的細菌都具有趨化系統,讓科學家們相當驚訝。原來好鼻獅不只有大腸桿菌類的致病菌,其他的細菌(包含對人沒有致病能力的)裡面,「好鼻獅」也不少喔!
參考文獻:
2010/6/29. More Than Half of Bacteria Have Homing Ability - ScienceNOW
Kristin Wuichet and Igor B. Zhulin. 2010. Origins and Diversification of a Complex Signal Transduction System in Prokaryotes. Sci. Signal. 3(128):ra50. DOI: 10.1126/scisignal.2000724
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趨化作用,
chemotaxis
出來跑,遲早都要還的...
Shark bites fisherman trying to remove lure - CNN.com
出來跑,遲早都要還的。
老葉查了一下,blue shark在wiki裡面的資料,提到這種鯊魚喜冷不喜熱,可以進行長距離的遷移,每胎可以生4-100隻,不過他也是世界上被捕殺最多的鯊魚(肉可以吃、鰭可以做魚翅),每年有一兩千萬隻被殺。
他們不常靠近海岸,因此新聞中提到鯊魚出現在海岸附近,大多不是blue shark。
出來跑,遲早都要還的。
台語不是說嗎:菜蟲吃菜菜下死;
這人釣鯊魚被鯊魚咬啊...
不過,最後提到他想要釣的是blue shark;
不知道他釣上了沒有?他釣上的是不是blue shark?
老葉查了一下,blue shark在wiki裡面的資料,提到這種鯊魚喜冷不喜熱,可以進行長距離的遷移,每胎可以生4-100隻,不過他也是世界上被捕殺最多的鯊魚(肉可以吃、鰭可以做魚翅),每年有一兩千萬隻被殺。
他們不常靠近海岸,因此新聞中提到鯊魚出現在海岸附近,大多不是blue shark。
2010年6月30日 星期三
繁星計畫、城鄉差距、形式正義
今天特地上去參加台大的椰林講堂,主要是想看看別人怎麼做;台大這些年拿了五年五百億,在提升研究的同時,他們也把部分的經費投資到教學上,我認為這個方向是正確的,畢竟要有好的學生才可能有好的研究,相對於有些老師上課潦草,卻侈言學校應該要更注重研究(當然,我想他們說的「學校應該要更注重研究」大概指得是應該要給更多經費來支持),不禁使人失笑。
台大的椰林講堂是以四個session同時進行的方式,同一個時間在四個地點有不同主題的演講,當然對於像我這樣貪心的老師來說,我事先在看schedule時其實有些真的十分難以取捨,畢竟我只有一個人,也沒有辦法同時出現在兩場演講(除非妙麗願意借我校長借他的寶貝XD),最後也只能擇一聆聽。
最後王秀槐老師針對繁星計畫的研究倒是非常發人深省。
繁星計畫原來是為了平衡城鄉差距所產生,因此全台灣的高中可以針對頂尖大學(也就是俗稱的五年五百億)以及教卓大學申請,但每個高中對每個教卓大學及頂尖大學都只能各有「一個」名額,也就是說,如果頂尖大學加上教卓大學共有50家,那麼每個高中可以參加繁星計畫的學生就只有50名;這是我在現場聽到以及理解的,不知道有沒有誤解。而繁星計畫要的是全校前20%的學生,也就是說,後面的80%是連入場券也沒有的。
既然是為了平衡城鄉差距,王老師就針對這一點來進行研究。
當然,因為當初設定就是一個高中只有一個名額,不管是明星高中或是社區高中都一樣,所以一點都不意外的,調查的結果發現,只有很少數的繁星計畫學生來自明星高中。有些高中,從創校到有繁星計畫之前,從未有學生錄取台大;因為有了繁星計畫,他們有了第一個台大的學生。而這些學生,如果跟全國的高中畢業生一起去考學測、考指考,能考上頂尖大學的並不多。
但是,這真的代表他們的聰明才智不如大都市(台北、台中、台南、高雄,尤其是台北)嗎?或者是,他們之所以學測、指考的成績不如大都市的學生,是因為他們能接收到的資訊有限,從立足點就不平等,所以表現不如大都市的學生?
王老師的研究成果證明了後者才是對的:這些孩子,進大學以後,表現得不僅不輸給指考分發的同學,甚至也不輸給以推薦甄試管道入學的同學。2008年循繁星計畫這個管道進台大的81個孩子,平均成績為班上的前1/3,因此,他們絕對跟都市的孩子一樣優秀,只是因為在「鄉下」,接收到的資訊有限,從立足點就不平等,所以考試考不過大都市的學生。
但是,除了弭平城鄉差距以外,繁星計畫是否能夠真的幫助到弱勢的學生嗎?
既然繁星計畫的目的是:扶植學習起點弱勢的學生,平衡城鄉差距,實現社會正義;所以光是看這些學生來自什麼樣的學校,是不夠的。
王老師除了分析了他們的學業成績之外,當然也分析了他們父母的社經地位。
結果可以說是不大意外,但有點失望。
王老師的分析發現:這些孩子的家長的社經地位,相比經由指考、推薦甄試、個人申請等管道進入台大的孩子的家長,並沒有差異。
因為循繁星計畫申請入學的學生,原本教育部就設下門檻要全校前20%的學生;也就是說,他們在自己的高中,是班上的佼佼者(以一般35人計算,20%需要是前七名;而且繁星計畫的算法不是以班級為單位,而是以整屆的學生為單位)。長期的研究也顯示,家長社經地位高的,相對也比較重視孩子的教育。所以,以這樣的方式選取的學生,家長的社經地位較高,並不大意外。
但為什麼說:「有點失望」呢?
因為,繁星計畫的其中一個目的不就是:「實現社會正義」嗎?
社會正義跟繁星計畫有什麼關係?
因為,正如John Rawls在他的大作「正義論」裡面提到的,如果一開始立足點就不平等,卻侈言要平等對待,這只是一種形式上的正義。對於立足點本就不平等的族群,應該也要有unequal treatment,這樣才公平。
美國的affirmative action就是由這個概念出來的,但是因為太過注重在unequal treatment的這一端,產生的結果是,弱勢族群進了他夢寐以求的學校後,卻發生了適應不良的問題,有些甚至相當嚴重。因此,美國也有一片檢討affirmative action的聲音。
台灣目前繁星計畫的作法,似乎是可以兼顧卓越與公平正義,但是仔細推敲,仍然沒有幫助到大部分的弱勢族群。
當然,這些孩子如果憑指考或學測,他們應該是上不了頂尖大學;但是,相對於他們所在的地區高中的其他孩子,這些孩子的父母比較有能力投資在教育,也願意投資在教育。在這81個孩子裡面,父母願意投資在教育,但卻因為能力不夠(也就是社經地位較低)以致於無法投資的,很少。
但是,這樣的孩子,不就是最需要幫助的嗎?幫助他們,讓他們可以成為大池塘裡的大魚(借用王秀槐老師的話),不才真的是「實現社會正義」嗎?
我自己所在的城市(花蓮),要看到這樣的家庭並不難。
這些家庭是怎樣的呢?家長並不是不想投資在教育,而是投資不起。小孩要讀書、要補習,以普通家庭的收入,每個月父母各兩萬五到三萬五的薪水,也就是說一個月家庭的收入大約在五萬到七萬之間,扣除房租或房貸、家庭常規的支出(在花蓮其實有些物資比西部貴),能剩下的錢其實不多。但是花蓮這裡的家庭,每個月能夠有五萬元以上的收入的,其實也不是多數。
花東一帶,因為收入偏低,這裡有些孩子明明學習有問題,但是光是交學費就已經很吃力了,哪裡還談得到補習?頂多是參加教會或其他機構所提供的免費課輔;既然是免費的,即使很不幸的還是聽不懂,或是因為僧多粥少,沒有辦法真正得到幫助,也不能抱怨。但有課輔可以參加的,還算不錯。有些地區因為沒有任何機構提供課輔,有提供課輔的機構又太遠,孩子想去也沒有辦法。還有的因為放學一定要回家幫忙,就算有機構提供課輔,還是不能參加。一般的家庭尚且如此,花蓮隔代教養或是單親家庭很多,這些家庭當然就更加無法負擔了。
偏遠地區的孩子補不起習,這只是城鄉問題的一個角;為什麼要補習,這是問題的另外一個角。
年輕的老師不願意留在小地方,一直往大都市去;北高以外的縣市,因為財政困難,撥不出退休金,造成老老師退不了,新老師進不來,進來了常常也留不住。就我所了解的,很多中小學常以代課老師的方式先聘,雖然說這是權宜之計,但對於被聘進來的老師來說,位置既然不是正式的,當然就會擔心是不是明年還有這份工作,於是就不可能專心在教學上。老老師退不了,有一部份原因是因為縣市政府付不出退休金,另外一部份是因為退休金的制度改了,「提早」退休福利會少很多。縣市政府付不出退休金,造成老老師不能退休,前些年甚至有新聞報導老師因為屆齡還不能退休,必須要裝病...要請醫生開證明,而且因為有醫生證明的老師也越來越多,所以還要拿著醫生證明來玩「超級比一比」~心臟病、高血壓已經是小case,不能構成退休的理由,要能找到醫生開立有精神疾病的證明才能退休。(所以要裝瘋的不是只有孫臏~唉)
但是老師屆齡而不能退休,其實產生的另一個問題是:教學的負擔,這些老老師還有辦法負荷嗎?我年過四十不久,教書也快十年,有時還真覺得體力不堪負荷(當然我有行政工作,這是另外一個issue),我沒有辦法想像十年以後,如果我還是有這麼多的教學負擔和行政工作時,我是不是有辦法像現在一樣?
不管是因為退休金改制或是因為縣市政府財政的關係讓老老師退不了,但並不代表他們還有辦法像自己年輕的時候一樣有熱情與體力在教學;而年輕人因為沒有正式的職缺或是一心想往大都市跑,造成北高以外的學校教師流動率高。這個現象尤其在花東一帶(可能還要加上屏東)更嚴重。我有個學生畢業於屏東女中,在當地算是很好的學校了,但是他的英文實在是不行。當我問他為何英文會這麼不理想,他告訴我他們三年換六個英文老師(也就是每學期一個),剛剛才適應這個老師的教學,他就要走了,所以英文當然不可能好。當時我非常的驚訝,怎麼會老師異動得如此頻繁呢?他簡單的說,有的退休、有的調職到大都市的高中(或國中),老師要走,學校也留不住;但是異動得如此頻繁,學生的學習怎麼可能會沒有問題呢?
學習出了問題,但是又補不起習,這樣當然比不上大都市的孩子。再加上資訊流通程度也不如大都市,不可諱言的,不管是學測、指考或是基測,常常會加入所謂的「時事」題;但是所謂的「時事」有時卻是以大都市的角度來看,對於一輩子都居住在花東一帶的學生,不但無法類比,也難以了解。
回到繁星計畫上。
所以,跟北高的孩子來比,偏鄉子弟因為資訊的不對稱、師資的缺乏,在學測跟指考這些求表面平等的制度下,其實都是吃虧的。繁星計畫的出現,補足了這部分一點點的缺憾。
對於在都市長大的學生跟老師來說,這一切都是很難想像的;當天的另一場演講中,也有一位老師提出,應該要讓台大的學生能更瞭解台北以外的世界發生了什麼、跟他們有多大的不同,讓這些學生能有更多同理心,當時台上的講者說,他會多找適當的例子在課堂上介紹給學生,讓學生瞭解不只是這個世界上有很多人跟你不同,即使是在台灣,一個小島兩個世界的例子多得是。
但是那位老師不知道的是,有些事情,you can't imagine it, you have to feel it.
就像這些年來一直在推動的申請入學、繁星計畫、推薦甄試,都牽涉到面試;對於社經地位較高的家庭來說可能不成問題,對於普通人家,申請一所大學,報名費+交通費+住宿費(大部分的大學都集中在西部的大都市,對於宜花東的孩子來說,不住宿就要當天往返,有時因為時間安排的關係,非要住宿不可;離島的就更不用提)大概四五千元跑不掉,如果要申請六家大學(這是100年「繁星推薦」的上限),兩三萬是一定要準備的。
但是,兩三萬可能就是一個東部家庭一個月的收入啊!我曾在坐計程車時遇到一位運將,他告訴我,當他的孩子說要申請大學,他煩惱得三天睡不著;最後他跟他的孩子說,老爸準備一萬給你,你就用這一萬元去申請,如果超過一萬老爸也出不起了。
在這樣的狀況下,孩子當然會很珍惜的使用這筆經費;也就是說,對於沒有多少把握的科系,即使很想去試試看,卻也不敢。
但是家在台北的孩子,光是台北、宜蘭、新竹、桃園就不知道有多少學校,當天來回絕對沒有問題;一樣是一萬元,因為不必一定要住宿,他至少可以多申請一家學校。如果家裡的環境又不錯,願意在這件事上投資更多,他可以申請好多家。這樣的前提下,當然可以冒點險。
如此一來,我們的申請入學,究竟是在「適才適性」,還是在篩選來自社經地位較高的家庭的子弟呢?
這樣,社會的公平正義又要如何實現?
講了一大堆,其實我的感覺就是:或許繁星計畫設下成績前20%的門檻的確是在求得實質上的平等(unequal treatments with unequals)的同時還想要兼顧卓越,但是真正需要幫助的人(也就是我在(四)裡面提到的那些人),得到幫助的比例很低。在台大提供的數據裡面,這81個學生裡面,真正來自弱勢家庭的,很少。
就好像我小孩上國中的時候,當他跟我說學校要針對整屆國一的前一百名進行課輔時,我的感覺。
「不是應該是後面的一百名才要課輔嗎?」
當然有人會跟我說,後面的一百名(他們一屆大概有三百多個學生)有些可能早就不想念書了,另外是學校要衝升學率,所以當然是抓前面的1/3來加強...但是站在教育的立場,難道後面的三分之一,或是後面的三分之二,或者是中間的三分之一,不是更需要加強的嗎?
當然講了這麼一大堆,如果就在這裡打住,一定會被批說,又一個愛批評的人!出一張嘴當然很容易,但是要拿出具體的措施來,這才是真正有難度的地方。
當然可能我的idea也不怎麼樣,我能想到的其實是從根救起。
既然我們現在有這麼多超額教師,我覺得政府可以撥出預算,聘請超額教師擔任國中小課輔。尤其是偏遠地區,可以給他們更高的鐘點費,鼓勵更多的老師去偏遠地區;必要時,更可以到府課輔。如此一來,可以解決一部份流浪教師的問題,又可以幫助需要幫助的學生。把錢花在這件事上,比辦理建國一百週年的什麼慶典,在我看來要值得多了。如果面對面上課有困難,那麼更應該撥出預算建立無線網路,在偏遠地區的小學免費供應電腦等設備,讓學生可以到學校進行線上課輔。
至於說有些因為家貧,回家還要幫忙的學生,政府也應該要給予協助,讓他們可以安心求學。
另外是,既然要推申請入學,我認為政府應該要有些措施來補助弱勢族群申請入學的報名費跟交通費,甚至住宿也可以補助。可以規定家庭收入的門檻,撥款給各地高中讓他們提供每位學生申請一、二家大學所需的報名費、交通費、住宿費,申請的學生要寫企畫書,說明自己為何要申請這家學校,以及要申請的經費項目等。
從實質上補助這些需要幫忙的孩子,雖然不見得一定能做到「一個都不能少」,但是如果能夠多幫幾個,不是很好嗎?
理論上,如果可以「一個都不能少」當然很好,但我覺得,我們可以把「一個都不能少」當作我們的願景,也就是天邊的彩虹;現在最應該做的事,是趕緊從根救起,拉拔得一個是一個,不是嗎?
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