2024年8月25日 星期日

小提琴家的大拇指


作者:山姆.肯恩(Sam Kean)
譯者:楊玉齡
出版社:大塊文化


放射線的傷害:「斷裂的DNA會讓基因崩解;而基因崩解會讓蛋白質的製造停頓;蛋白質製造停頓則會殺死細胞。」

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「原始微生物將全部能量的百分之二,拿來複製和維持DNA,但是從DNA製造蛋白質,需要耗掉它們百分之七十五的能量。」所以光靠微生物本身,根本無法再打造更多其他的生存特性,像是能夠消化其他微生物的構造、與同伴溝通的能力等等,不過有了粒線體的幫助,就能夠獲得很多額外的能量,「粒線體讓細胞得以擴充它們的DNA作品集,高達二十萬倍,讓它們不只能發明新的基因,而且也能增加大量的調控DNA,讓它們能夠更有彈性地使用基因。」

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「由於精子除了一個細胞核DNA之外,沒法再攜帶更多東西,因此孩子的粒線體完全傳自母親那個大得多的卵。於是,粒線體DNA便能在大部分沒有改變的情況下,透過母系,一代一代地傳下去,成爲追蹤母系祖先的理想工具。不只如此,由於科學家知道粒線體系統多久會發生一次罕見的變化——每三千五百年發生一次突變——因此,他們可以把粒線體DNA視爲一個時鐘:他們可以比較兩個人的粒線體DNA,如果發現愈多的突變,就表示這兩人距離擁有一位共同祖先的時期愈久遠。事實上,這個時鐘告訴我們,現今地球七十億人口都可以追溯回同一個女性祖先,她在十七萬年前居住在非洲,被稱爲『粒線體夏娃』(Mitochondrial Eve)。順便提醒你一下,夏娃可不是當時唯一活著的女性。她只是現今所有人類的最古老的母系祖先。」

「科學家利用同樣邏輯,也推理出粒線體夏娃有一個伴侶。所有男性遺傳到的 Y 染色體,完全來自父親,因爲女性體內沒有 Y 染色體。因此所有男人都可以順著這條父系血統,往回追蹤出這名 Y 染色體亞當。但麻煩的是,雖然單純的數學法則可以證明這位亞當與夏娃都存在,可是同樣的法則也揭露了,夏娃居住的年代比亞當早了幾萬年。所以啦,伊甸園裡那兩口子不可能碰面,就算把聖經人物超長的壽命納入考量,還是一樣不可能。」

📝 那位夏娃的伴侶的Y染色體沒有傳遞到現在,而是夏娃的後代和幾萬年後的亞當結合後,這位亞當的Y染色體才流傳到現在。

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「在2006年,法國病毒學家海德曼(Thierry Heidmann)利用人類DNA,讓一個已絕種的病毒復活——堪稱培養皿裡的侏儸紀公園。結果證明,這樣做簡單得嚇人。某些古代病毒字串在人類基因組裡出現好多次(複本的數量從幾十個到幾萬個不等)。但是致命的突變,在每個版本出現的位置點則不相同,是隨機的。因此,藉由比較許多病毒字串,海德曼可以推斷出,原始健康的病毒字串是什麼樣子,做法很簡單,只要計算,在每個點上,哪些 DNA 字母最常出現,就可以了。海德曼說,病毒原本是良性的,但是當他把病毒重建好,並注射到不同的哺乳動物細胞之後——貓、倉鼠、人類——它卻感染了所有的細胞。」海德曼把這個病毒命名為:「鳳凰」。

後來,也有其他科學家重複海德曼的研究,複製出其他病毒,他們創立了一個新學門,稱為「古病毒學」(paleovirology)。

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「北極熊主要是靠捕獵環紋海豹和鬍鬚海豹爲生,而這些海豹必須在最嚴峻的環境中,在攝氏二度的北極冰洋不斷消耗牠們的體溫的情況下,養育小寶寶。維生素A能讓這些海豹在酷寒中存活:它的功用就像某種生長荷爾蒙,能刺激細胞,讓海豹寶寶增加厚實的外皮層以及油脂,而且增加得很快。爲了這個目的,哺育期間的海豹媽媽會在肝臟裡屯積大量維生素A,以確保孩子能攝取足夠的維生素A。」

「北極熊也需要大量的維生素 A 以增添油脂。但更重要的是,牠們的身體能容忍毒性等級的維生素A,否則牠們將無法食用海豹,而海豹幾乎是北極唯一的食物來源。生態學有一項法則,大意是說,在食物鏈上爬得愈高,毒性累積得愈多,因此位於頂端的食肉動物,攝取毒性的濃度也最高。對於任何毒素,或是劑量一高就會產生毒性的營養素來說,此話一點都不假。但是,和許多其他營養素不同的是,維生素A不溶於水,因此,當頂級肉食者攝取過量,沒有辦法利用尿液來排放。北極熊只有兩條路可走,一條路是設法處理所有吞進肚子的維生素A,另一條路就是餓死。北極熊的適應之道是:把牠們的肝臟當成高科技生化災害圍堵設施,用來過濾維生素A,並防止它接觸身體其他器官。(但即便有這樣的肝,北極熊還是得小心進食。牠們可以吃食物鏈上較低等的動物,後者的維生素A含量也較低。但是有些生物學家曾挖苦地寫道,要是北極熊吃了自己的肝,幾乎保證會死翹翹)。」

所以,如果在北極遇難,絕——對不能吃那裡的動物的肝臟。1596年有一艘荷蘭的船隊受困在北極,船員們獵了三隻北極熊來吃,「只要是能吃的部位,都盡情吞下肚。他們把骨頭上的軟骨咬斷,吸食骨髓,然後把所有多汁的部位都丟下鍋——心臟、胃臟、腦以及最最肥美多汁的肝臟。」

吃完大餐的幾天後,「他們開始害病,而且感覺這輩子從來沒有病得如此嚴重過。病徵是盜汗、發高燒、頭昏,肚子痛得好像被鐵鉗夾住,」「許多人的皮膚從靠近口唇或是其他接觸過北極熊肝的部位,開始脫落。」

維生素A會強迫細胞死亡,正常來說,這項機制可以清除生病的細胞,但高濃度的維生素A一下子讓太多細胞死掉了。

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人類的脂蛋白元E基因(apoE gene)曾經發生過兩次突變,「第一次突變,提升了殺手血液細胞的能力,它們會攻擊微生物,譬如逗留在滿嘴鮮肉裡的致命微生物。」「不幸的是,脂蛋白元E基因可能是以我們的長期健康,來交換眼前的利益:我們能吃更多的肉,但是這些肉會讓我們的動脈看起來好像黃油罐頭。」

「不過,算我們運氣好,在二十二萬年前,第二個突變出現了,它幫助我們分解兇險的脂肪與膽固醇,使我們不會未老先衰。更重要的是,由於它能清除體內的飲食毒素,讓細胞更健康,骨頭更緻密與堅固,不至於中年就斷裂,更加保護我們不致早夭。所以,即使早期人類比起他們吃水果的堂表兄弟,飲食有如放縱的羅馬人狂歡宴會,但是在脂蛋白元E基因與其他基因的協助下,他們的壽命反而加倍。」

但也有考古證據顯示,早在脂蛋白元E基因突變前的二百五十萬年,人類就已經在大口吃肉了。「所以說,幾百萬年以來,我們要不是頭腦太鈍,沒能看出吃肉與早夭有關,不然就是生活太慘,不吃肉無法獲得足夠的熱量,或是太過殘酷放縱,即使曉得吃肉會害死自己,也停不下來。」

脂蛋白元E基因能夠抵抗微生物的特性,也暗示了人類在發展出武器之前,肉類來源很可能大多是腐肉,而不是靠自己狩獵。我記得以前也有看過一個說法,我們的高酸性胃液也是因為常吃腐肉才演化出來的特性。

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「考古證據很早就暗示,人類即使在不是極度飢餓的情況下,也會彼此相食。但是多年來一直沒有解決的問題是,大部分非飢荒的食人行爲是否出於宗教動機,是具有選擇性的,還是例行的烹煮。全世界所有已知人種,全都擁有兩種特別的基因標記中的一種,這兩種基因標記能幫助我們的身體,抵抗某些與食人行爲有關的疾病,尤其是吃食人腦所導致的類狂牛症。這種抗病DNA,若非曾經是人類極度需要的,幾乎確定不會在全世界固定下來。」

「正如 DNA 可以顯示食人行爲,科學家不盡然都要依賴古代人造器具的資訊,來了解我們的過去。科學家剛開始研究現代人類 DNA 時,注意到的第一件事就是,人類 DNA 非常缺乏多樣性。現今全世界約有十五萬頭黑猩猩,以及差不多相同數目的大猩猩,反觀人類總數高達七十億。然而,人類的基因多樣性卻還不及這些猿猴,而且是差很多。這暗示了,在不久以前,人類總數曾經下降到遠低於黑猩猩和大猩猩的數量,而且這種情況甚至可能發生過好幾次。如果在舊石器時代就有『瀕危物種法案』,當時人類的處境,很可能相當於今日的貓熊和兀鷹。」

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「缺乏節制的浪費,正是性擇的註冊商標。」例:孔雀的尾巴、鹿角、狒狒火紅的屁股。

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「當醫生在許多不同的人身上,看到類似症狀時——譬如波動的血糖、關節痛、高膽固醇等等——很自然地就會假定病因也類似。但是,控制血糖或膽固醇,需要許多基因攜手合作,其中任何一個基因在階式反應中的某個突變,都可能破壞整個系統。換句話說,就算很大比例的症狀都相同,惹禍的基因——而那正是醫生需要找出來並加以治療的部分——卻可能不同(有些科學家爲強調這一點,將托爾斯泰的名言改成下面這個樣子:或許所有健康的身體都是一樣的,但不健康的身體卻各有各的毛病)。」

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在幾百年前,野生胡蘿蔔以紫色佔絕大多數。但是在一六〇〇年左右,荷蘭胡蘿蔔農開始從事古老的基因工程,培育某些突變種,而它們剛好含有大量β-胡蘿蔔素(維生素A的一種變體)——如此才發展出第一株橘紅色的胡蘿蔔。」

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「雖說魏斯曼(August Weismann)是聰明又勤奮的名人堂等級的生物學家,有一次他宣稱自己一口氣就把《物種原始》讀完了——看看那本書厚重的樣子(共有五百零二頁),大衆不禁譁然。」

📝 大衆不禁譁然是怎樣 😂

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