你的腦中一片寂靜嗎？你可能有「聽覺想像缺失症」（anauralia）

 

圖片作者：ChatGPT

當你在閱讀、寫作、思考時，你的腦中是否有聲音呢？

根據研究，至少99%的人，在做以上這些活動時，腦中是有聲音的。至於那1%的人，他們的腦中一片寂靜。這樣的人，被稱為「聽覺想像缺失症」（anauralia）。

他們會不會有什麼問題呢？

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憤怒不僅會使你判斷錯誤，還會讓你成為「有用的笨蛋」

 

圖片作者：ChatGPT

在《真確》這本書裡面點出了非常重要的「十大直覺偏誤」，其中對我們影響最大的是「恐懼」（Fear）了。

但是，最近的研究發現，除了「恐懼」，「憤怒」也會讓我們失去理智，成為傳播謠言的幫手（幫凶？）！

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大象也有小屁孩嗎？

 

大象洗澡。圖片來源：維基百科

許多動物都會使用工具，大象也會。

最近德國的研究發現，大象還會使用有點複雜的工具呢！更有趣的是，他們還發現，大象也會有小屁孩的報復行為！

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看我變身！粒線體如何解決自己的兩難習題

 

圖片來源：維基百科

不只是可以產生能量（ATP），粒線體也會合成胺基酸。但是，粒線體如何平衡這兩種反應呢？

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三歲看老？小時候吃的糖會影響一輩子

 

甜點。圖片來源：維基百科

有句話說「三歲看老」，意思是說從小時候的表現可以預測長大後的行為；但是也可以想做小時候發生的事件可能會影響一輩子！

最近的一個研究發現，小時候吃糖吃多了，也會影響一輩子喔！

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打「心理疫苗」防止謠言散播？

 

圖片作者：Chat GPT

如果古代的謠言有腿，現代的謠言就是有噴射機的！

要如何防止謠言？

最近有科學家提出，給群眾打「心理疫苗」！

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活青蛙可以用來保存食物，真心不騙

 

林蛙。圖片來源：維基百科

你相信活青蛙可以用來保存牛奶嗎？

這是真的，而且有不只一篇科學論文證明！

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從小打小鬧到全面開戰，為誰而戰？

 

拿破崙在莫斯科的撤退。圖片來源：維基百科

人類真的是愛打仗的動物嗎？

人類是「自取滅亡」的生物嗎？

或者，這一切只是我們的「負面直覺偏誤」？

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千杯不醉的東方胡蜂（Vespa orientalis）

 

圖片作者：ChatGPT

人類雖然很早就開始喝酒，但是酒量卻不怎麼樣。

有些人可能會說：我酒量很好的！

再好，可能也比不上東方胡蜂喔！

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得諾貝爾獎的人的爸爸都在做什麼工作？

 

圖片取自論文

前幾天，《自然》雜誌出了一篇文章，告訴我們要得諾貝爾獎，需要有怎樣的條件。

簡單來說，那篇文章應該讓很多人都知道，此生與諾貝爾獎無緣。

但是，拿不到獎，有沒有希望當獲獎人的父母呢？來看看！

細菌的自然捲是怎麼產生的？

 

圖片來源：維基百科

細菌並不是只有直的跟圓的，還有「自然捲」：彎的！

到底彎彎的細菌是怎麼產生的？看文章！

相愛沒有那麼容易：微根孢黴與它的小伙伴

 

微根孢黴。圖片取自維基百科

聽過「內共生」（endosymbiosis）這個名詞嗎？科學家認為，我們的粒線體與葉綠體，都是內共生的產物。所以，內共生對我們非常重要。

但是，這麼重要的過程，要研究卻不容易。最近，科學家使用了「微根孢黴」，終於了解了一些關於內共生的秘密。

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現代版的《侏儸紀公園》？

 

馬可波羅盤羊。圖片取自維基百科

看《侏儸紀公園》時，應該會記得那個偷胚胎闖大禍的胖子。

最近的一個新聞，真的讓我又想到他了。

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憋屎冠軍：艾氏樹蛙蝌蚪的超凡脫俗

 

圖片來源：維基百科

生活在樹洞或竹筒中的艾氏/台灣樹蛙，因為環境極小，竟然練就了一身「憋屎」的本事！憋多久呢？來看看！

灰雁的擇偶指南：尋找你的『膽』中注定

 

灰雁。圖片來源：維基百科

擇偶的標準是什麼呢？過去的研究，有些說要身強體壯，有些說要個性相投。

我們來看看最近這個灰雁的研究！

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我們的「魔法子彈」是否成了水槍？

 

抗生素耐受性測試。圖片取自維基百科

三十多年前我在醫院實習時，時不時的就會看到上圖右那樣的細菌測試結果。

那意味著，那隻細菌是抗藥菌。

通常，我們就會盡量挑選可用的抗生素來用，而醫師有時甚至得開立多種抗生素給被這樣的細菌感染的病患。

最近發表在《柳葉刀》的研究報告發現，我們跟細菌的戰爭，似乎，正在節節敗退。

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Selenocysteine

 

Source: Wikipedia

Selenocysteine is a structure formed when the sulfur in cysteine is replaced by selenium. As a result of this substitution, selenocysteine has a lower reduction potential than cysteine and is more suitable as an antioxidant. Selenocysteine is a crucial amino acid in the composition of selenoproteins, which are found in both prokaryotes and eukaryotes. Consequently, selenocysteine is now considered one of the basic amino acids that make up proteins. In other words, proteins are no longer composed of just 20 amino acids, but 21!

A well-known selenoprotein is glutathione peroxidase, which is responsible for reducing hydrogen peroxide (H2O2) to water. Although selenocysteine is a basic amino acid in protein composition, unlike the other twenty amino acids, it doesn't have its own genetic codon. Instead, it uses UGA (a stop codon) along with a roughly sixty-base "selenocysteine insertion sequence" (SECIS element) as a signal for inserting selenocysteine. In prokaryotes, the SECIS element is located close to the UGA codon. In archaea and eukaryotes, the SECIS element is often found in the 3' untranslated region (3'-UTR) of the messenger RNA (mRNA).

Source: Wikipedia

When selenium is absent, the translation of selenoproteins stops at the UGA codon, resulting in incomplete, non-functional proteins. Only when selenium is present can complete proteins be produced. Selenocysteine was discovered in 1976 by Thressa Stadtman of the National Institutes of Health (NIH). She and her husband were the first married couple at NIH, each with their own laboratory, and the two labs also collaborated.

For the origin of cysteine, please refer to "Cysteine and Bladder." The "seleno-" in selenocysteine obviously comes from selenium, though "seleno-" is not a prefix. However, due to its association with selenoproteins, it seems to have been widely adopted.

References:

Wikipedia. Selenocysteine, Thressa Stadtman, SECIS element.

pyrrolysine: the 22nd standard amino acid???

 

Source: Wikipedia

The world is constantly changing, altering our understanding from past textbooks. The nine planets became eight, twelve pairs of cranial nerves are now thirteen, and the discovery of selenocysteine increased the standard protein amino acids from twenty to twenty-one. However, the discovery of pyrrolysine in archaea and some bacteria in 2002 once again challenged the composition of standard protein amino acids. Some scientists argue that pyrrolysine should be considered the twenty-second amino acid, while others disagree; after all, only methane-producing archaea and some bacteria (including E. coli) use pyrrolysine.

In 2002, scientists discovered pyrrolysine at the active site of methyltransferase in Methanosarcina barkeri. Later, pyrrolysine was found in many methyltransferases; its function in enzymes may be to help adjust the position of methyl groups for reaction with cofactors. Unlike hydroxyproline, pyrrolysine has a genetic code, UAG. Readers might exclaim: Wait! Isn't UAG one of the stop codons? Yes, it is. However, like selenocysteine using UGA, pyrrolysine's use of UAG requires special equipment.

Microorganisms capable of using pyrrolysine carry a special transfer RNA (tRNA) that bears pyrrolysine and has an anticodon to recognize UAG. Moreover, this unique tRNA has its own dedicated aminoacyl-tRNA synthetase (aaRS) responsible for attaching pyrrolysine. Pyrrolysine is synthesized from two lysines and, due to its pyrrolidine structure (see proline), it has the prefix "pyrro-" in its name.

The microbial world is fascinating, and the microorganisms we can cultivate in laboratories likely represent only a small fraction of all microbes. Perhaps in the future, with a better understanding of microorganisms and deep-sea life, we might discover more unique amino acids, and the list of standard protein amino acids may grow even longer!

References:

Wikipedia. Pyrrolysine.

Srinivasan, G; James, C. M.; Krzycki, J. A. 2002. Pyrrolysine encoded by UAG in Archaea: charging of a UAG-decoding specialized tRNA. Science. 296 (5572): 1459–1462. doi:10.1126/science.1069588

停經大騷動：科學家發現讓卵巢「提早下班」的基因密碼

 

卵巢。圖片來源：維基百科

我不知道大家有沒有聽過一種說法：晚停經會比較長壽。

我第一次聽到這個說法，是一位中醫師告訴我的。當時我覺得：真的嗎？

最近的研究發現，提早停經會不會長壽不知道，但是可能會有一些其他的影響喔！

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菌從口入：我們的食物微生物體

 

圖片來源：Cell

如果你看過「我們只有10%是人類」這本書，你可能會想到，其他的生物呢？

事實上，可能所有的生物都有一部分是微生物。所以，當我們吃東西時，我們也會吃下一些食物本身的微生物，尤其是發酵食品，更是微生物滿滿！

這些微生物，會不會影響我們？最近的一個大型研究，帶著我們去看這些現象！

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大自然的諧音哏：同義突變能造成什麼變化？

 

紅燒乳竹。圖片作者：ChatGPT

同義突變只改變DNA不影響胺基酸，所以也常被稱為「沉默突變」。

但是，有些研究發現，同義突變其實也沒有那麼沉默喔！有些同義突變，會發生意想不到的影響！

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煙雨為何「悶悶」？

 

圖片作者：ChatGPT

有沒有這種經驗：下過毛毛雨，不但不覺涼爽，反而更悶熱？

最近的研究發現原因囉！

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大腹鬼蛛的美人計

 

大腹鬼蛛。圖片來源：維基百科

大腹鬼蛛在台灣也有，牠會結網捕蟲。

但是，最近科學家發現，大腹鬼蛛也會用美人計喔！

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想不想成為馴龍高手？

 

澳洲淡水鱷魚。圖片取自維基百科

《馴龍高手》這本書好像蠻受歡迎的，現實生活中沒有龍，不過鱷魚在古代中國也被稱為龍，如果能馴鱷魚也不錯啦。

想馴鱷魚嗎？看文章

微波爐裡面有細菌嗎？

 

圖片來源：維基百科

微波爐裡面有細菌嗎？

有些人可能會想，加熱的時候溫度那麼高，不會有細菌吧！

但是，最近西班牙的研究發現，多著呢！

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醫療人員對不同性別患者的疼痛，是否會一視同仁？

 

圖片作者：ChatGPT

痛到需要就醫的時候，當然會希望痛痛快點好。

但是，最近的研究發現，醫療人員有低估甚至忽視女性疼痛的傾向！

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下大雨後的泥土味，是怎麼聞到的？

 

圖片來源：期刊

久旱逢甘霖，空氣中會有一股泥土味；這是來自於數種微生物合成的「土臭素」（geosmin）。

我們對土臭素非常敏感，但是，我們是怎麼聞到土臭素的呢？

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人會臉紅，還有什麼動物會臉紅嗎？？？

 

圖片來源：維基百科

人在害羞、緊張、生氣的時候會臉紅，

還有其他的動物會嗎？

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科莫多龍（Komodo Dragon）真的是鐵齒！

 

圖片來源：維基百科

科莫多龍是印尼特產，長可達3公尺、重150公斤。

科莫多龍在當地是頂級掠食者，可以在幾秒鐘內殺死一頭野豬；最近發現牠是個「鐵齒」喔！

怎麼說呢？看文章

兩個龐貝城居民的《絕命終結站》

 

圖片取自維基百科

公元79年的火山爆發，讓一千多名居民葬身古城。

最近的研究發現，當時在火山爆發後，隨之而來的還有地震。

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自閉症（ASD）的遺傳風險

 

圖片來源：維基百科

之前的研究發現，如果兄弟姐妹中有人確診自閉症類群障礙（ASD），另一個孩子確診的機率會上升十倍。但是，最近的研究發現不止喔！

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15分鐘回收舊衣的技術來也！

 

圖片作者：ChatGPT

 

你知道全球的舊衣服只有不到0.5%回收嗎？

你知道全球的舊衣服有73%都是燒掉或掩埋嗎？

你知道全球到2030年，會需要1.49億噸的紡織品嗎？

現在有科學家開發了新技術，只要15分鐘就可以分解舊衣服，回收成份！

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自閉症（ASD）與桌遊：相輔相成的關係？

 

圖片作者：ChatGPT

愛玩桌遊的人很多，但是最近有一個研究發現，自閉症（ASD）患者特別愛玩桌遊！

更好的是，研究也發現，玩桌遊對他們好處多多喔！

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是否能用腸道菌相來診斷自閉症（ASD）呢？

 

圖片作者：ChatGPT

自閉症患者除了溝通障礙、固著的行為與興趣、不看人，很多都還有腸胃問題。

過去的研究發現，他們的腸胃問題是因為腸道菌相與一般人不同。

最近有研究團隊，用ASD患者的腸道菌相訓練了一個診斷模型，準確度很高喔！

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偏頭痛是怎麼發生的？科學家有了答案！

 

圖片來源：維基百科

全世界有10-15%的人有偏頭痛。有許多偏頭痛患者，在偏頭痛發作前會出現一些症狀：對光線或聲音敏感等。

最近的一個研究，發現了偏頭痛的原因，也發現了為什麼有些人在偏頭痛出現前會有一些症狀。

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古人也會做假貨？

 

圖片取自《自然》

上面照片裡的項鍊（手串？）是假的。假的不稀奇，稀奇的是，這是3000年前的古人做的假貨。

為什麼要作假貨？怎麼做？

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螞蟻會「對症治療」

 

佛羅里達木匠蟻。圖片：維基百科

人在生病的時候，會進行治療；之前也曾發現，猩猩會給自己的傷口敷草藥；但要說動手術截肢，除了人以外，還有其他的動物會嗎？

最近的研究發現，佛羅里達木匠蟻會喔！而且，他們還會「對症治療」！

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同場加映：佛羅里達木匠蟻也會嗑鴉片

貓舞病是什麼？

 

惡水真相資料館前的紀念雕塑。
圖片來源：維基百科

你聽過「貓舞病」嗎？

如果你以為「貓舞病」是貓咪的舞蹈病，那你就錯啦！

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生酮飲食（ketogenic diet）會造成器官衰老！

 

生酮飲食最早的用途。圖片來源：維基百科

生酮飲食（ketogenic diet）是一種將醣類攝取降到最低、脂肪攝取盡可能提高的飲食。當醣類攝取降到極低時，身體為了能量的需要，會進行酮類生成（ketogenesis），所以才被稱為「生酮飲食」。

根據維基百科的資料，最早使用生酮飲食應該是為了治療癲癇，但是後來因為新藥的成功開發，所以生酮飲食沉寂了一段時間，最後在1994年復甦。另外，所謂的「阿金飲食法」（Atkins diet）其實也是類似於生酮飲食，由阿特金氏醫師在1970年代發明，用來減肥。

由於生酮飲食具有療效、且有些人進行生酮飲食也的確成功地減肥了，加上阿金飲食可以大口吃肉，造成許多人對於生酮飲食趨之若鶩。在台灣，只要有人批評生酮飲食，很快就會引來一群基本教義派用力捍衛生酮飲食法。

但是，最近發表的研究發現，長期進行生酮飲食，會造成器官衰老。

研究團隊以C57BL/6小鼠為模型，讓牠們進行7天或21天的生酮飲食。飲食含量僅有0.3%的碳水化合物，9.2%的蛋白質，其餘（90.5%）都是脂肪。

研究團隊分析了小鼠的蛋白質、RNA以及組織，結果發現生酮飲食造成AMPKα蛋白磷酸化，進而活化p53，並引起p21和SA-β-gal的增加，這些都是細胞衰老的象徵 ；另外，PIDDosome複合體的成員如PIDD1、RAIDD和活化的MDM2的量都增加。

類似的情形在人類受試者也出現。長期的生酮飲食同樣導致了炎症標記如TNFα和IL-1β的增加，與小鼠研究結果一致 。

當研究團隊把7天或21天的生酮飲食組一起對照來看時發現，在進行21天的生酮飲食後，這些衰老標記到達最高；不過，如果小鼠恢復正常飲食，這些細胞衰老標記會慢慢地下降，顯示細胞衰老是可逆的。

研究團隊認為，相較於持續性的生酮飲食，間歇性生酮飲食（IKD，每七天或四天的生酮飲食後，進行七天的正常飲食）相對比較不會導致代謝問題出現，而且還可以減肥、改善代謝健康等。

不過，生酮飲食是一種比較激烈的飲食方式，所以任何人要進行之前，最好先諮詢自己的醫師，即使是間歇性生酮飲食也最好是尋求諮詢比較適當。

參考文獻：

Wei SJ, Schell JR, Chocron ES, Varmazyad M, Xu G, Chen WH, Martinez GM, Dong FF, Sreenivas P, Trevino R Jr, Jiang H, Du Y, Saliba A, Qian W, Lorenzana B, Nazarullah A, Chang J, Sharma K, Munkácsy E, Horikoshi N, Gius D. Ketogenic diet induces p53-dependent cellular senescence in multiple organs. Sci Adv. 2024 May 17;10(20):eado1463. doi: 10.1126/sciadv.ado1463. Epub 2024 May 17. PMID: 38758782; PMCID: PMC11100565.

搜尋引擎的「警告標籤」是否會產生影響？

 

圖片作者：ChatGPT

你是否曾在搜尋資料時看過「警告標籤」呢？我自己曾經在看維基百科時，看過「警告標籤」出現。至於Google倒是沒看過。

最近美國康乃爾大學的一個研究，針對人們在使用搜尋引擎時，搜尋引擎對結果的呈現是否會影響人們對資訊的信任度做了一些研究。

他們進行了三個線上實驗，總共有3196個參與者，參與者是在線上招募的。實驗使用了關於COVID-19的資訊，並將搜尋的結果排名隨機化、或加入錯誤資訊並將錯誤資訊的排名安排得較高、或加入「資訊變動中」或是「來源可信度不明」的警告標籤，觀察這些對使用者會產生什麼樣的影響。

結果發現：

1. 雖然高排名的搜尋結果被點擊的機率比較高，但是這並沒有讓使用者覺得它的可信度也比較高。

2. 錯誤資訊的排名並不影響位於它下方的正確資訊的可信度。

3. 警告標籤則只有標示「來源可信度不明」的標籤會影響使用者對資訊的信任（包括正確資訊），至於「資訊變動中」的警告標籤則看不出影響。

因為這個研究進行的時間點都在2022年，搜尋引擎早已是大家日常生活的一部分，而在2022年時COVID-19的資訊有些還不是那麼清楚，這或許是為什麼參與者比較不會受到排名的影響、但是「來源可信度不明」的警告標籤會影響使用者對資訊的信任度的緣故。

當然，由於參與者都是在線上平台Prolific Academic招募的，這意味著這些使用者必須要會流利的英文、且能夠取得網路資源，或許這些群眾代表的並不是「一般大眾」？

參考文獻：

Williams-Ceci, S., Macy, M.W. & Naaman, M. Misinformation does not reduce trust in accurate search results, but warning banners may backfire. Sci Rep 14, 10977 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-61645-8

蚊子界的「唐僧肉」是怎麼煉成的？

 

甘比亞瘧蚊。圖片來源：維基百科

蚊子，例如甘比亞瘧蚊（Anopheles gambiae），雌蚊因為養分的需要，會吸食人類的血液。目前的研究已知，蚊子會偵測包括二氧化碳（CO₂）、體溫和人類體味，來定位和選擇大餐。

在2023年，尚比亞的研究團隊，開發了一個大型的多選擇偏好測試系統。他們使用紅外線追蹤蚊子的行為，並結合氣味引導的熱趨性測試（OGTA）來量化蚊子的行為。他們也使用多個人類作為氣味來源，並比較蚊子對不同人類氣味的偏好。

他們發現，單獨存在CO₂或熱源時，蚊子著陸不多。但是，若加入模擬人體皮膚溫度的加熱目標時，蚊子的著陸行為會顯著增加。

與CO₂相比，人類的全身氣味顯著增加了蚊子的著陸偏好。 有趣的是，研究團隊發現，不同人類的氣味顯示出不同的吸引力，某些人比其他人更能吸引蚊子。也就是說，蚊子的「唐僧肉」的確是存在的。

為什麼那些人是蚊子的「唐僧肉」？研究團隊發現，某些揮發性有機化合物（VOCs）與人類對蚊子的吸引力有關。例如，丁酸（butyric acid）、異丁酸（isobutyric acid）、異戊酸（isovaleric acid）和乙偶姻（acetoin）等化合物在高吸引力的人類氣味中相對豐富。而桉油素（eucalyptol）在低吸引力的人類氣味中相對豐富，顯示這種氣味可能具有驅蚊作用。

這項研究顯示，人類氣味在引導蚊子的熱趨性和宿主選擇中有著關鍵作用，這導致了不同人類之間的被蚊子叮咬風險的不均勻性。這些發現對於理解瘧疾傳播的機制以及開發新的蚊子控制策略具有重要意義。

為什麼有些人會有比較多的丁酸、異丁酸、異戊酸和乙偶姻呢？？

研究團隊發現，這些化合物的生成與人體皮膚上的微生物群落有密切關係。

丁酸、異丁酸和異戊酸等短鏈脂肪酸通常由皮膚上的厭氧菌（如丙酸桿菌和葡萄球菌）透過發酵汗液中的脂肪酸生成。而乙偶姻則是由皮膚微生物如金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）代謝生成的化合物。

另外，基因也會影響皮脂腺的活性，從而改變皮脂的分泌量。然後，這些皮脂被皮膚上的微生物轉化為揮發性有機化合物（VOCs）。

另外，飲食中的特定成分可能會影響體味。例如，高蛋白飲食或含有特定脂肪酸的食物可能會增加汗液中某些成分的含量，進而改變皮膚微生物的代謝產物。

個人衛生與生理狀態也會改變皮膚微生物的組成。例如，經常洗澡和使用抗菌產品可以改變皮膚微生物的組成，從而影響VOCs的生成。

最後，壓力水平、激素變化和健康狀況也會影響體味。例如，壓力會增加汗液的分泌，這可能改變汗液的成分並影響微生物的代謝活動。

總而言之，個人之間丁酸、異丁酸、異戊酸和乙偶姻的含量差異主要是由皮膚微生物群落的組成及其代謝活動所引起的。基因、飲食、衛生習慣和生理狀態等因素都會對這些微生物群落產生影響，進而影響體味化合物的生成。

過去所謂的「酸性體質」其實是無稽之談，只是楊恩（Robert O. Young）為了牟利所捏造出來的，並已在2018年11月被美國加州法院判決他詐欺罪成立，判決他需賠償1.05億美元。但是可笑的是，網路查詢還能看到許多診所仍宣稱可治療「酸性體質」！

了解蚊子對人類氣味的偏好，可以幫助我們開發更有效的防蚊措施，例如設計出發出「誘蚊」氣味的蚊子誘捕器或「厭蚊」氣味的驅蚊產品，以減少蚊子叮咬和瘧疾的傳播風險。

參考文獻：

Giraldo D, Rankin-Turner S, Corver A, Tauxe GM, Gao AL, Jackson DM, Simubali L, Book C, Stevenson JC, Thuma PE, McCoy RC, Gordus A, Mburu MM, Simulundu E, McMeniman CJ. Human scent guides mosquito thermotaxis and host selection under naturalistic conditions. Curr Biol. 2023 Jun 19;33(12):2367-2382.e7. doi: 10.1016/j.cub.2023.04.050.

德國蟑螂（Blattella germanica）竟然源於亞洲！

 

德國蟑螂的傳播路徑。圖片來源：PNAS

討厭蟑螂的人非常多，包括我在內。牠們到處亂跑、污染食物、飲水，能夠出現在你想不到的地方。有些人甚至不敢提到「蟑螂」這兩個字，好像只要一提到就會出現似的。

雖然在亞洲，大家比較熟悉的是會飛的大蟑螂（「美國」蟑螂？），但是最近這些年橫行於歐美的「德國」蟑螂也開始出現在亞洲。

「德國」蟑螂（Blattella germanica）是在1776年由林奈氏命名的。很多人認為，既然偉大的林奈氏都說牠是「德國」蟑螂了（germanica），那應該就是源自德國吧？

事實上，林奈氏也會道聽途說，例如為金雞納樹取名，就完全是聽說的。

所以，到底「德國」蟑螂是不是發源於德國？最近發表在《美國國家科學院院刊》上的研究發現：德國蟑螂應該是「亞洲」蟑螂喔！

研究團隊收集了來自17個國家、六大洲共281隻蟑螂樣本，進行全基因組分析以及粒線體COI基因定序。

結果發現：德國蟑螂與亞洲蟑螂（Blattella asahinai）的親緣關係最近，大約在2100年前從亞洲蟑螂分枝出來，演化地點可能是印度或緬甸的人類聚落。

然後，在1200年前，德國蟑螂開始向西往中東傳播，可能是跟隨著伊斯蘭王朝的商業/軍事活動；另外在390年前則跟著歐洲殖民時期的商業活動向東擴展。

數百成千年的傳播與演化，現在德國蟑螂大約可分為六個群體：韓國、中國、印尼、印度、東歐、美國。其中亞洲的三個群體（中國、印尼、印度）的多樣性比較高。

所以，德國蟑螂其實不是源自德國喔！

至於那些會飛的「美國」蟑螂，也不是源自於美國，而是源自非洲與中東...

參考文獻：

Tang, Q., Vargo, E. L., Ahmad, I., Jiang, H., Kotyková Varadínová, Z., Dovih, P., ... & Evans, T. A. (2024). Solving the 250-year-old mystery of the origin and global spread of the German cockroach, Blattella germanica. PNAS, 121(22), e2401185121. https://doi.org/10.1073/pnas.2401185121

為什麼啤酒要喝冰的、烈酒要喝熱的？

 

形形色色的酒。圖片來源：維基百科

你喝酒嗎？有沒有想過，所有的酒，無論是啤酒、葡萄酒、還是烈酒，其實都是由水和乙醇（酒精的主要成分）混合而成的。但是，為什麼啤酒冰的好喝、而烈酒則是熱的才順口呢？

一群中國的科學家，因為對這個現象感到好奇，他們調查了一下中國白酒的酒精濃度。結果發現，中國白酒的酒精濃度落在幾個區間：38%-42%、 52%-53%、68%-75%。

會落在這些區域，當然是因為大家覺得好喝。但是，為什麼不在這些區域的白酒接受度就低呢？

於是，他們以不同濃度的乙醇水溶液進行了高頻核磁共振和分子動力學實驗。他們發現，隨著乙醇濃度愈來愈高，乙醇-水混合物在高度定向石墨烯上的接觸角呈現階梯式下降。這些階梯和臨界點的分布與許多著名酒精飲料的酒精含量（ABV）分布相符。

什麼是「接觸角」呢？接觸角是一個測量液體與固體表面之間互動關係的指標，它可以反映出液體在固體表面上的擴散程度。當接觸角大時，液體在表面上不易擴散，意味著表面比較「不親水」；接觸角小則表示液體容易擴散，表面較「親水」。

另外，他們也發現在不同乙醇濃度下存在著不同的乙醇-水分子聚集體。這些聚集體在特定的乙醇濃度點發生結構轉變，並在階梯範圍內保持穩定。

根據他們的觀察，總共有以下這些階梯：5%–7%、9%–11%、14%–17%（清酒）、28%–31%、35%–42%（白蘭地、伏特加、中國白酒）、50%–52%（中國白酒）、68%–70%（中國白酒）、75%–78%（中國白酒）、91%–94%。

有趣的是，溫度改變會影響乙醇-水聚集體的結構。研究團隊發現，38%–42%與52%-53%的酒精水溶液（白酒），在室溫下各有自己的聚集體結構；但是當加熱到攝氏40度時，結構上的不同就消失了。而濃度為5%或是11%的酒精溶液，在攝氏5度時，會形成一種特殊的結構。

這解釋了為什麼品酒專家可以分辨室溫下的38%–42%與52%-53%的白酒，但是加熱之後卻分不出來；這也解釋了為什麼不同類型的酒有它們自己的適飲溫度。例如，低ABV的啤酒（~4%）或白葡萄酒（11%–16%）在冷卻後更能體現「乙醇味」，而高ABV的燒酒或中國白酒（38%–42%, 52%, 68%, and 75%）在加熱後味道更佳。

這個研究為酒的濃度設定提供了科學基礎，可幫助釀酒業根據乙醇濃度的臨界點和穩定階梯來標準化產品，以保持特定的「乙醇味」。

不過，在研究的時候使用的是純粹的酒精-水溶液，但是酒除了酒精與水，還有其他的化合物，這些應該對酒的風味也有影響喔！

參考文獻：

Xiaotao Yang, Jia Zheng, Xianfeng Luo, Hongyan Xiao, Peijia Li, Xiaodong Luo, Ye Tian, Lei Jiang, Dong Zhao. Ethanol-water clusters determine the critical concentration of alcoholic beverages. Matter, 2024; 7 (5): 1724 DOI: 10.1016/j.matt.2024.03.017

痲瘋病（leprosy）也是人畜共通疾病？

 

紅松鼠。圖片來源：維基百科

痲瘋病（leprosy）是一種侵害皮膚、周邊神經、黏膜和眼睛的慢性感染病，其病原是痲瘋菌（Mycobacterium leprae）。如果感染並且未獲得適當治療，痲瘋病可能會導致皮膚損傷和神經功能障礙，造成肢體殘障、臉部變形等，使周遭的人觀之心生畏懼，造成許多關於痲瘋病是「不潔」、「天譴」的迷信。

最近的一項考古研究發現，痲瘋可能也是人畜共通疾病。

在2016年，英國有許多紅松鼠（Sciurus vulgaris）死亡。研究團隊調查後發現，部分松鼠身上帶有痲瘋菌[1]。

這個發現，讓研究團隊想到，會不會紅松鼠身上一直都有這個病菌呢？

研究團隊對來自溫徹斯特兩個考古遺址的25個人類和12個松鼠進行分析，重建了四個中世紀痲瘋菌基因體，其中一個來自紅松鼠[2]。

分析結果顯示，痲瘋病在非人類宿主中的傳播在中世紀可能比先前認識的要普遍。重建的中世紀松鼠痲瘋菌基因體與當時人類的痲瘋菌株在系統發育上屬於同一分支（分支3），這意味著這些菌株可能來自相似的感染源或者有共同的傳播途徑。

這種相似性進一步支持了在中世紀痲瘋病可能存在跨物種傳播的假設，即人類與紅松鼠之間可能有直接或間接的痲瘋菌交換。

不過，也不必因此而過度恐慌，畢竟考古的證據只是發現人與松鼠身上的痲瘋病菌很相似，並沒有直接的證據證明人身上的痲瘋病菌是來自紅松鼠。

另外，大約95%的人對痲瘋病菌有抵抗力，不會因感染而發展成痲瘋病（也稱為漢森病）。這種抵抗力可能與基因有關，包括特定的免疫系統基因變異，這些變異有助於抵抗病原體的感染或限制其在體內的增長。

參考文獻：

[1] Avanzi C, Del-Pozo J, Benjak A, Stevenson K, Simpson VR, Busso P, McLuckie J, Loiseau C, Lawton C, Schoening J, Shaw DJ, Piton J, Vera-Cabrera L, Velarde-Felix JS, McDermott F, Gordon SV, Cole ST, Meredith AL. Red squirrels in the British Isles are infected with leprosy bacilli. Science. 2016 Nov 11;354(6313):744-747. doi: 10.1126/science.aah3783. PMID: 27846605.

[2] Urban et al., Ancient Mycobacterium leprae genome reveals medieval English red squirrels as animal leprosy host, Current Biology (2024), https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.04.006

等一下，再生！父親腸道健康與嬰兒健康息息相關

 

圖片來源：Nature

這些年的研究已經讓我們知道，腸道微生物體（gut microbiome）與我們的健康息息相關，而我們腸道的神經叢也被認為是「第二大腦」。但是，最近的研究卻發現，我們腸道的微生物體，還會影響我們後代的健康喔！而且是「準爸爸」的腸道微生物體！

歐洲的研究團隊，利用非吸收性抗生素(nABX)處理雄性小鼠六週，然後將這些小鼠分成三組：一組完全不給恢復期，就直接去跟雌鼠交配；一組則給予四週的恢復期；另一組則給予八週的恢復期。

結果發現，大概八週，小鼠的腸道菌群就恢復得差不多了。但是出生的後代在出生三天的體重明顯低於對照組，而且這個現象一直維持到第17天大都是這樣。而且，實驗組小鼠的存活率也比對照組低了15%左右。

另外，研究團隊也進行了轉錄體分析（RNA表現與組成），結果發現，在實驗組有顯著的基因表現改變，特別是在腦和褐色脂肪組織。

進一步的研究發現，給予八週恢復期的雄性小鼠交配後所產生的後代，死亡率與控制組差不多；但是若只給予四週恢復期的雄性小鼠，則存活率比對照組低15%。而抗生素會造成雄性小鼠的睪丸重量變輕、異常的細精管變多、睪丸表皮變薄。同時，母鼠的胎盤功能也變差（胎盤功能相關的基因表現明顯降低），還出現了胎盤血管發育不全的狀況。可能是因為這樣影響了胎兒的發育，造成體重減輕以及存活率降低等現象。

所以，這個研究告訴我們，如果準備要懷孕，不只是媽媽很重要，爸爸也很重要。如果爸爸因為某些原因一定要服用抗生素，那麼最好先別「做人」，等停藥後一陣子再「增產報國」吧！

參考文獻：

Argaw-Denboba, A., Schmidt, T.S.B., Di Giacomo, M. et al. Paternal microbiome perturbations impact offspring fitness. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07336-w

如何數位保存沈繡

 

美麗的沈繡。圖片來源：Sci. Rep.

聽過沈繡嗎？沈繡是中國著名的刺繡藝術形式之一，屬於蘇州刺繡（蘇繡）的四大類型之一。它以其精細的工藝和獨特的藝術風格而聞名，是中國傳統手工藝的重要組成部分。

沈繡具有精細度高、色彩豐富、圖案多樣的特點，它的針法非常細密，能夠在極小的範圍內展現極高的細節，這使得完成的作品既精緻又具有很高的觀賞性；由於使用的色彩範圍廣泛，因此能夠精確地表現不同色彩的過渡，使繡品色彩層次分明，生動自然。

而且，沈繡的圖案多取材於自然風景、人物肖像、花鳥昆蟲等，並且注重圖案的生動表達和藝術造型。另外，沈繡不僅結合了傳統蘇繡的技法，還融入了西洋畫的透視和陰影處理技巧，使得作品既有東方的優雅，又不失西方的立體感。

沈繡的名稱來自於沈壽（Shen Shou），她是晚清和民國時期的著名刺繡藝術家，對蘇繡的發展有極大的貢獻。沈壽受過正規的繪畫教育，她將西洋的繪畫技巧融入傳統的刺繡中，創造出一種新的刺繡風格，這種風格後來被稱為「沈繡」。她的作品在國內外展覽中多次獲獎，被譽為“中國刺繡的革新者”。

沈繡在2008年入選中國非物質文化遺產，代表了中國刺繡技藝的高水平和深厚的文化內涵。但是，與所有的藝術品一樣，沈繡作品也會隨著年深日久逐漸失去光彩，而繁複多樣的針法更是讓有志學習者不易得窺堂奧。

最近的一個研究嘗試著應用現代科技來更好地保護和傳承這種珍貴的手工藝。研究團隊使用了卷積神經網絡（Convolutional Neural Network，CNN）來保存沈繡作品。

為什麼選用卷積神經網絡呢？卷積神經網絡是一種深度學習架構，它特別適合處理如圖像這類具有格狀拓撲結構的數據。它先捕捉圖像的基本特徵，如線條、邊緣和角落；然後縮小圖像的尺寸，同時保留重要特徵；接著對卷積層的輸出進行處理，目的是增加非線性，使得網絡可以學習更複雜的圖像特徵；最後將這些特徵組合起來，以進行最終的分類。我們生活中的自動駕駛、醫療影像分析、安全監控、以及手機的刷臉，都少不了它。

研究團隊使用MobileNet V1網絡來做這件事，他們嘗試著把來自江蘇南通沈繡博物館的沈繡圖片，用這個技術保存起來。

結果發現，改良後的MobileNet V1在沈繡圖像的識別上達到了98.45%的精確度，比原始模型提高了2.3%。這個研究不僅顯示了深度學習技術在文化遺產保護領域的應用潛力，也為其他相關領域提供了新的技術路徑和思路。透過數位保存，不僅可以讓藝術作品歷久彌新，對教學與研究也有很大的幫助！

參考文獻：

Zhu, J., Zhu, C. Research on the innovative application of Shen Embroidery cultural heritage based on convolutional neural network. Sci Rep 14, 9574 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-60121-7

大發現！丙胺酸tRNA合成酶可抑制抗腫瘤因子p53

 

p53，與DNA形成複合體。圖片來源：維基百科

腫瘤，也就是許多人談之色變的「癌」，隨著人類的壽命因為醫療與公共衛生的進步而延長，已經成了非常需要處理的敵人之一。

過去的研究已經發現，癌細胞因為快速增生，往往細胞代謝會發生顯著變化，其中一個特徵是乳酸（lactate）的產生增加，這是因為腫瘤細胞即使在氧氣充足的條件下也傾向於通過醣酵解來產生能量，這稱為沃伯格效應（Warburg effect）。

最近的一個研究發現，乳酸的增加會造成p53的活性降低。這就讓人感到好奇了。為什麼乳酸會對p53的活性造成影響呢？乳酸又是如何對p53的活性造成影響？

為了解開這個謎題，研究團隊在 HeLa 細胞中建立了一個含有 p53 活化報告基因的系統。這個報告基因在 p53 成功活化時會表現出綠色螢光蛋白（GFP），從而讓研究人員可以直接看到 p53 活性的變化。

然後，他們把這個報告基因轉進去包含全基因組 sgRNA 的 CRISPR 庫，目的是在看看哪些基因的剔除會影響乳酸對 p53 的抑制。

接著，他們對這些細胞進行乳酸處理，篩選在這種條件下仍能保持 GFP 表現（即 p53保持活性）的細胞，進行深入分析。

結果他們發現了丙胺酸tRNA合成酶（AARS1，Alanyl-tRNA synthetase）。過去對AARS1的瞭解，是它會將丙胺酸加到丙胺酸tRNA上，這樣等到轉譯（translation）時需要丙胺酸的時候，才有丙胺酸可以用。沒想到它竟然會跟p53有關！

透過添加 ATP 和乳酸到 AARS1 蛋白溶液中並觀察乳酸化反應的發生，研究團隊證明了AARS1的確具有乳酸轉移酶（lactyltransferase）的活性。使用質譜儀分析的結果發現，在 AARS1 的作用下， p53 上的離氨酸（K120 和 K139）被乳酸化。

然後，透過使用特定的 AARS1 抑制劑和 siRNA 干擾 AARS1 的表現，研究團隊進一步證明抑制 AARS1 可以減少 p53 的乳酸化，從而支持了 AARS1 在 p53 乳酸化中的關鍵角色。

所以，AARS1的確可以將乳酸轉移到p53上，造成p53的活性下降，締造一個適合腫瘤生長的環境。

但是，為什麼AARS1會有這個功能呢？雖然這個功能明顯的對腫瘤有利，但是對我們是有害的，為什麼沒有在長久的演化過程中消失呢？

雖然這個問題可能很難找到答案，不過研究團隊在大腸桿菌（E. coli） 的 AlaRS（EcAlaRS，一種與人類 AARS1 同源的酶）中也發現了相似的乳酸轉移酶活性。所以，進行乳酸化這一功能似乎是 AARS1 的一個古老而保守的特性，因為某些未知的原因並沒有消失在演化的洪流中。

這個研究，讓我們瞭解AARS1過去不為人所知的功能，對於癌細胞的「特技」也更瞭解了一點。

參考文獻：

Zong et al., Alanyl-tRNA synthetase, AARS1, is a lactate sensor and lactyltransferase that lactylates p53 and contributes to tumorigenesis, Cell (2024), https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.04.002

水蚤（Daphnia pulex）的性別如何決定？

 

水蚤。圖片來源：維基百科

水蚤（Daphnia pulex）是一種節肢動物，廣泛地分布在全世界的水域中。別看它這麼小（最大不超過5 mm），它可是第一個被完全定序的甲殼類。水蚤也是重要的淡水生態系統成員，不僅是許多魚類和兩棲類動物幼體的食物來源，也透過其攝食行為，影響水體的藻類生長和水質狀況。

在春季和夏季，水蚤主要進行無性生殖，產生雌性後代。這種繁殖策略允許水蚤在有利條件下快速增加族群密度，因為無性生殖比性生殖更能快速擴大族群。春季和夏季時水質較好，食物資源豐富，這些都是水蚤快速繁殖和成長的理想條件。

相對地，當秋季到來，食物資源可能開始變得稀缺，水蚤則會透過性生殖生產雄性後代和休眠卵，這是一種適應冬季不利條件的生存策略。透過有性生殖產生的休眠卵可以在惡劣環境下存活，直到條件再次變得有利時才孵化。

過去的研究已知，是日照長度造成水蚤的性別變化。但是，到底是什麼基因讓水蚤能感知日照長度呢？最近的研究解開了這個謎題！

研究團隊發現，水蚤的環境性別決定（Environmental Sex Determination, ESD）機制能讓它們根據環境線索，而非性染色體或基因，來決定後代的性別。這種機制對於在不同環境條件下優化性別比例，增加繁殖成功率具有優勢。

水蚤能夠在長日照下生產雌性後代，在短日照下生產雄性後代。研究團隊發現生物時鐘基因 period 對於識別日長並調節性別決定至關重要。透過基因編輯技術，研究人員製作了一種基因剔除的水蚤，這種水蚤無法持續進行日間垂直遷移（DVM，Diel Vertical Migration，指在白天時會下沉到水體較深的地方以避開捕食者的視線，而在夜晚時則上升到較淺的水層中覓食和進行呼吸的行為。），在恆定黑暗條件下，它們會無視日長變化，只生產雌性後代。此外，即使在不利的環境條件下（如高密度和低食物供應），經過基因剔除的水蚤也還是能生產雄性後代，意味著雄性的產生不僅僅依賴於生物時鐘基因的功能。

總而言之，這項研究顯示，水蚤利用其生物時鐘來識別短日照條件，這是它們環境性別決定機制的關鍵步驟。這種機制可能對於其他生物的性別決定機制的理解以及生物鐘在調節生物體對環境變化反應中的作用提供了新見解。

參考文獻：

Abe et al., Daphnia uses its circadian clock for short-day recognition in environmental sex determination, Current Biology (2024), https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.03.027

用罐頭（can）來進行海魚寄生蟲的研究

 

圖片作者：ChatGPT

如果想研究過去40年海洋中某種特定的寄生蟲的變化情形，首先面臨的就是取樣的問題。畢竟，並不會有人只是為了「可能的需要」而每年都保存相當數量的樣品。保存樣品需要成本，不論是人員的時間、倉儲、保存的過程都是成本。所以，這使得多年期研究的成果更顯得珍貴，畢竟要得到足夠的經費來支持多年期研究也是不容易的。

最近有一項多年期的研究來自華盛頓大學的科學家們。他們發現了一種獨特的方法來探究我們海洋中一些最受歡迎的魚類——鮭魚——在過去40年間寄生蟲負擔的變化情況。這項研究的靈感來自於一個我們日常生活中很常見的產品：魚罐頭。

科學家們分析了從1979年到2019年之間，阿拉斯加捕獲並製成罐頭的四種鮭魚：銀鮭（Oncorhynchus kisutch）、大馬哈魚（Oncorhynchus keta）、粉紅鮭（Oncorhynchus gorbuscha）和紅鮭（Oncorhynchus nerka）。他們對這178個罐頭中的魚肉進行了仔細的解剖，來計算出這些鮭魚體內寄生蟲——特別是一種名為鯷亞科寄生蟲（anisakids）的線蟲——的數量。這些線蟲不僅影響魚類的健康，還可能對人類食用這些魚類的安全構成威脅。這些寄生蟲如果未經適當處理（如充分烹飪或凍結）就被人類消費，可能會導致稱為鯷蟲病（anisakiasis）的疾病，這是一種因食用含有活蟲的魚肉而引起的胃腸道感染。

研究團隊發現，在過去的四十年裡，銀鮭和粉紅鮭中這類寄生蟲的數量有顯著增加的趨勢，而大馬哈魚和紅鮭則沒有顯著變化。這項發現告訴了我們一件事：我們海洋生態系統中的寄生蟲數量正在變化，這可能與海洋環境的變化，如氣候變暖和海洋哺乳動物保護措施的實施，有關。

為什麼會有這麼多舊的魚罐頭呢？這些舊魚罐頭是由海鮮產品協會收集並保存的。海鮮產品協會保留了從1970年代開始的產品樣本，目的是為了評估罐裝產品隨時間的分解情況。在2020年，該協會得知華盛頓大學的研究團隊正在進行有關歷史寄生蟲生態學的研究，因此提供了這些罐頭作為研究資料。這些罐頭包括來自阿拉斯加和華盛頓的不同公司和罐頭廠生產的銀鮭、大馬哈魚、粉紅鮭和紅鮭魚罐頭，生產時間從1979年至2021年。這使研究團隊能夠利用這些保存良好的樣本，來研究過去幾十年間鮭魚寄生蟲負擔的變化。

這項研究不僅對科學家來說是一個重要的發現，對我們每個人也都很重要。它提醒我們，我們的海洋和我們所食用的海鮮產品的健康狀況是息息相關的。它也提醒了我們需要更加關注海洋保護，並採取適當的食品處理措施來保證食品安全。這項研究展示了科學研究如何幫助我們更好地理解和保護我們賴以生存的自然環境，以及這些環境中的生物多樣性。

參考文獻：

Natalie Mastick, Rachel Welicky, Aspen Katla, Bruce Odegaard, Virginia Ng, Chelsea L. Wood. Opening a can of worms: Archived canned fish fillets reveal 40 years of change in parasite burden for four Alaskan salmon species. Ecology and Evolution, 2024; 14 (4) DOI: 10.1002/ece3.11043