鳥類創世紀的神話、餐桌到政治

人們對賞鳥的熱愛深厚且廣泛，不僅是一種休閒活動，更是連結自然、促進健康、提升生活品質的方式。賞鳥愛好者遍布各年齡層、文化背景和地理區域，從繁忙的城市公園到遠離塵囂的自然保護區，處處可見他們的身影。

我透過顯微鏡和電腦軟體賞鳥。我的實驗室致力於研究鳥喙和羽毛的演化及其發育過程，以及比較鳥類的基因體。透過研究羽毛如何演化，我們得以洞悉鳥類是如何從地面或樹棲的恐龍祖先演化成飛龍在天。還有，羽毛的發育過程為我們提供了探索如何在個體發育中形成複雜器官的獨特機會，揭示了基因表現調控的精密機制，這對於理解基因功能和遺傳疾病具有重大意義。

鳥喙的多樣性直接反映了鳥類對其生活環境的精妙適應。研究鳥喙的演化不僅讓我們理解鳥類如何利用不同的食物資源，進而在生態系統中占據各式各樣的生態位，還展示了鳥喙結構與功能的緊密關聯，如何透過結構適應來優化其生存策略，包括食物獲取、築巢行為乃至交配。鳥喙的形態多樣性亦是推動鳥類物種多樣性的關鍵因素，透過研究喙的形態變化，我們得以深入理解物種如何透過生態位分化而形成，這是探究演化生物學核心問題的關鍵。

我們也發表了第一個鴛鴦（Aix galericulata）的全基因體序列，現在正在組裝第一個埃及聖䴉（Threskiornis aethiopicus）的全基因體。鳥類基因體的研究有助於理解不同物種在生態系統中的適應性和生態學特徵。透過分析鳥類基因體中與生存和繁殖相關的基因，我們可以了解鳥類如何適應不同的生態環境、食物來源和氣候條件；此外，鳥類基因體研究為野生動物的保護和管理提供了重要的資訊。透過分析受威脅物種的基因體，我們可以評估其適應性和基因多樣性，以制定有效的保護計劃和管理策略。

另外，鳥類常被視為生態系統健康的指標。由於牠們對棲息地變化極為敏感，鳥類的分布、物種多樣性以及族群動態能夠反映生態系統的健康狀況和環境變化的影響。此外，鳥類透過各種方式為人類社會提供生態系統服務，例如害蟲控制、植物授粉、種子傳播，以及提供文化和休閒價值等。這些服務對於農業生產、生態旅遊和生物多樣性的維護至關重要。鳥類的遷徙模式和分布變化也能夠提供有關氣候變遷和其他全球變化影響的重要資訊。例如，候鳥的到達時間和繁殖季節的變化往往能反映氣候變暖的趨勢。

儘管鳥類在科學研究上很重要，但如果說鳥類已經改變了世界，不少朋友仍會覺得莫名其妙吧？英國自然歷史學家、賞鳥者、作家史蒂芬．摩斯（Stephen Moss）的《鳥類創世紀：神話、餐桌到政治，改變世界的關鍵物種》（Ten Birds That Changed The World）一書詳細探討了鳥類如何以各種方式影響著人類歷史的轉變，蘊含著豐富的故事和科學知識。他是英國廣播公司（BBC）的廣播員和多產作家，致力於向大眾介紹鳥類。




摩斯認為，人類一直以來都自認為能夠了解自然世界，因此我們常覺得可以掌控自然。這種控制的錯覺從一些微小的例子開始，比如神話中的烏鴉或者是製作羽毛帽子；然而，這種控制的妄想卻常常以大規模滅絕和氣候災難告終。他對於我們未來的前景持悲觀態度，但同時他呼籲讀者別絕望。他認為，我們關於鳥類歷史的下一章尚未寫下，我們還有機會改變自己的行為。或許我們對鳥類的了解有限，但我們可以試著與牠們和諧相處。

目前世界上有大約一萬多種不同的鳥類。摩斯明智地只選擇了其中十種鳥類，這十個故事裡的鳥類影響了我們歷史的重要方面，塑造了我們的生活。這些故事揭示了鳥類與人類之間長期以來的關係，而這關係往往是災難性的。《鳥類創世紀》中充滿了精彩事實和知識 ，同時他也經常把自己的個人回憶融入到科學和自然史之中。

這些鳥類中並不包括我們熟悉的雞、鴨、鵝和鸚鵡等。如果想了解家雞（Gallus gallus domesticus），可以參考這本好書——《雞冠天下：一部自然史，雞如何壯闊世界，和人類共創文明》（Why did the Chicken Cross the World? The Epic Saga of the Bird That Powers Civilization）（請參見〈群雞冠天下〉）：如果有外星人來到地球，他們或許會以為統治地球的是貓⋯⋯哦不⋯⋯是雞。雞口的數量遠超人口，雞也是和人類關係最密切的鳥類，親密到當我跟一些朋友說我在做鳥類的研究時主要會使用到雞，居然有不少人疑惑地問我：「雞，原來是種鳥？」或許是太多人在認知上把雞獨立成了某一特定類群的動物了吧？不僅如此，雞，也是種內多樣性最高的鳥類，深具解答胚胎發育和性狀遺傳等重要生命科學問題的潛力，值得專門為牠們著書立傳，讓我們認識這種飛不高又飛不遠的熱帶鳥類，如何和人類一起趴趴走到全世界！

言歸正傳，《鳥類創世紀》的第一章深入揭示了渡鴉（Corvus corax）在各種文化和歷史階段中的多重象徵意義和形象。作為鴉科中最大的成員，渡鴉不僅有著驚人的壽命和適應力，還能在各種環境中存活，從極地到北非沙漠，棲息地包括丘陵、海岸、森林、農田以及城市邊緣。

從北美原住民到北歐文化，再到西伯利亞的游牧民族，穿越北半球的創世神話核心，渡鴉在各種文化中扮演著重要的角色。在北歐神話中，渡鴉是奧丁（Odin）的信使，象徵智慧與記憶。在不同文化中，渡鴉的象徵意義多種多樣，從智者和狡詐的象徵到古代戰場的常客，牠與人類歷史和文化有著深刻的聯繫。在《聖經》中，牠是諾亞（Noah）派出探查洪水退去情況的第一隻鳥，但因其獨立的天性未能返回方舟。在當代，渡鴉仍然在文化中扮演著重要的角色，例如在《冰與火之歌》（A Song of Ice and Fire）中，作者喬治．R．R．馬丁（George R. R. Martin）選擇了渡鴉作為一種能預見未來的鳥類，進一步凸顯了牠在文化中的重要地位。

渡鴉的智慧和適應性，以及其在各種神話、文學作品和流行文化中鮮明的形象，突顯了牠在人類心目中的獨特地位。牠既是智慧和預見的象徵，也與死亡和不祥的預兆相關。透過探索渡鴉在不同時代和文化中的故事和象徵，摩斯深入挖掘了這種神秘鳥類與人類世界之間錯綜複雜的關係。

摩斯接著深入探討了鴿子（Columba livia domestica）在人類歷史、文化、宗教和日常生活中的多重角色。從古埃及和古希臘時期，鴿子被視為和平與愛的象徵，到成為戰爭時期傳遞資訊的信鴿，鴿子展現了與人類社會密切相連的特殊地位。隨著人類從狩獵採集轉向農業，他們開始馴化野生鳥類，其中一種是害羞的、棲息在懸崖上的原鴿，最初是為了食物而飼養，後來則用於長距離通訊。我們與鴿子的關係十分複雜：雖然牠們常被視為「有翅膀的老鼠」，但牠們所傳遞的資訊在兩次世界大戰期間拯救了數千人的生命，甚至改變了這些衝突的進程。

摩斯提到了鴿子在不同時代的重要性，例如牠們在宗教儀式中的角色，包括在基督教中代表聖靈的白鴿，以及在諾亞方舟（Noah’s Ark）故事中象徵著希望。此外，鴿子在戰時的作用尤為顯著，牠們作為信使在多場歷史衝突中扮演了關鍵角色，有些鴿子甚至因此被授予勳章。鴿子的歸巢本能使牠們能夠跨越長距離傳遞資訊，這一特性在現代仍受到鳥友的欣賞和利用。然而，隨著科技的進步，這種傳統的通信方式逐漸被數位通信所取代。儘管在許多城市中，鴿子常被視為害鳥，其數量需要控制，但牠們的存在反映了野生動物適應人類環境的能力。此外，對於許多阿宅而言，鴿子仍然是了愛、忠誠與一夫一妻制的象徵。

在《鳥類創世紀》中，摩斯深入探討了火雞（Meleagris gallopavo）的歷史、文化意義以及在自然界和人類生活中的角色。首次提到火雞的文獻可追溯至1555年，而到了1598年，火雞一詞已被吟遊詩人廣泛使用，莎士比亞（William Shakespeare，1564–1616）在《亨利四世》》（Henry IV）中提及火雞時，已無需解釋其含義。

摩斯深入探討了火雞名稱的來源及其文化歷史。此外，火雞在十九世紀上半葉開始被廣泛飼養，成為常見的食材。其養殖和消費量的增加反映了火雞在飲食文化中的重要性。然而，隨著時間推移，對於大量消費火雞的行為開始受到質疑，尤其是在感恩節和聖誕節等節日。火雞的飼養方式也遭到批評，指出現代養殖方法對動物福利構成嚴重威脅。

摩斯最後探討了野生火雞的歷史，從早期歐洲探險家的記錄到現代對其數量的擔憂。火雞曾在美國廣泛分布，但由於棲息地破壞和過度狩獵，其數量大幅下降。儘管如此，透過保護和復育計畫，野生火雞的數量有所恢復，成為保育成功的典範。

摩斯在《鳥類創世紀》中深入探討了度度鳥（Raphus cucullatus）及其近親羅德里格斯度度鳥（Rodrigues solitaire）的歷史、生物學特性和滅絕原因。度度鳥生活在印度洋的模里西斯島（Mauritius）上，是一種無法飛行的大型鳥類，與家鴿有親屬關係。摩斯提到，近親尼可巴鳩（Nicobar pigeon）分布於廣泛的東南亞地區，而齒嘴鳩（tooth-billed pigeon）僅見於太平洋的薩摩亞群島（archipelago of Samoa），這些鳥類展示了鳩鴿科豐富的多樣性和適應性。




研究顯示，度度鳥和羅德里格斯度度鳥的祖先約在2300萬年前從鳩鴿科中出現，牠們的滅絕與人類的到來密切相關。模里西斯島直到約800萬到1000萬年前才因海底火山活動浮出水面，這說明度度鳥的祖先一定具備飛行能力，直到適應了島嶼無天敵的環境後，漸漸失去了飛行能力。

度度鳥因荷蘭探險隊的到來和隨之而來的外來物種（如豬、老鼠等）的入侵而迅速滅絕。這些外來物種破壞了度度鳥的生存環境，特別是對其地面築巢習性造成了嚴重影響。度度鳥的消失成為了滅絕時代來臨的預兆，象徵著人類對自然界的破壞和野生動物的悲劇。

摩斯不僅追溯了度度鳥的自然史，還反映了人類與自然的關係，以及對於保護瀕危物種和生態系統的重要性。透過度度鳥的故事，摩斯強調了人類行為對生態系統影響的深遠後果，並呼籲更加負責任地與自然共存。

在《鳥類創世紀》中，達爾文雀（Geospizinae sp.） 一章深入探討了查爾斯．達爾文（Charles R. Darwin，1809–1882）對這些鳥類的觀察以及這些觀察如何影響了他對天擇和物種演化理論的發展。達爾文於1835年在加拉巴哥群島（Islas Galápagos）的研究中發現了這些鳥類，他注意到不同島嶼上的鳥類雖然外觀相似，但在體型和鳥嘴的形狀上存在顯著差異，這些差異反映了牠們對特定食物來源的適應。




摩斯深入探討了達爾文雀是如何成為達爾文發展演化理論的關鍵證據，這些鳥類展現了如何透過天擇在不同環境中進行適應性輻射，從一個共同祖先演化出多種不同的物種來適應各自環境中的獨特挑戰。達爾文的發現顛覆了當時的生物多樣性和物種起源的看法，並為現代演化生物學奠定了基礎。

摩斯不僅講述了科學的發現和理論的發展，還強調了科學探索過程中的好奇心和持續觀察的重要性。達爾文雀的故事是一個關於觀察自然、提出假設並透過證據進行驗證的過程之好案例，展現了科學方法如何引領我們理解生物多樣性和生命在地球上的演化。

在南美鸕鶿（Leucocarbo bougainvillii）這一章中，摩斯深入探討了牠們的歷史、生態以及在全球貿易中的關鍵地位。南美鸕鶿因其產生大量鳥糞而聞名，他特別是強調了19世紀鳥糞貿易對英國、歐洲和北美的農業和景觀產生了深遠影響。鳥糞作為一種富含氮、磷酸鹽和鉀的天然肥料，對提高農作物產量至關重要，對英國、歐洲和北美的農業產量產生了重大影響。

摩斯描述了中國勞工在祕魯鳥糞島上的艱辛工作經歷，以及鳥糞貿易如何使英國商人致富並改變農業景觀。此外，他還談到了鳥糞貿易對當地生態和社會的長期影響，包括對中國勞工的剝削和苦難。同時，描述了鳥糞如何成為財富的來源，尤其是對19世紀的英國商人威廉．吉布斯（William Gibbs，1790–1875）而言，他因鳥糞貿易而成為當時英國最富有的非貴族之一。透過南美鸕鶿的故事，摩斯揭示了自然資源開採背後的人類貪婪和環境破壞，呼籲對生態與人權問題進行深入反思。

在《鳥類創世紀》中的雪鷺一章，摩斯描述了雪鷺（Egretta thula） 及其他水鳥在19世紀末至20世紀初面臨滅絕威脅的情況，這是由於羽毛貿易的盛行。雪鷺因其迷人的白色羽毛而成為時尚界的寵兒，大量被獵殺用於製作女性帽飾和其他裝飾品。

摩斯詳細描述了透過一些女性的努力，尤其是在美國和英國，成功引起了公眾對羽毛貿易殘酷性的關注，從而促成了野生動物保護法的通過。特別是一些女性，如哈麗特．勞倫斯．海明威（Harriet Lawrence Hemenway）和她的表妹明娜．B.．霍爾（Minna B. Hall）一起在美國成立了麻薩諸塞州奧杜邦協會（Massachusetts Audubon Society），以及在英國，艾塔．萊蒙（Etta Lemon）和愛蜜莉．威廉森（Emily Williamson）的努力，這些人是反對羽毛貿易並推動鳥類保護法的重要推動者。他強調，這場運動不僅僅是為了保護雪鷺和其他被獵殺的鳥類，更是為了保護自然界免受人類貪婪的侵害。這些努力不僅對當時的社會產生了深遠影響，也為日後的野生動物保護運動奠定了基礎。

透過雪鷺保護成功的故事，摩斯強調了社會運動和立法對於保護瀕危物種和改變公眾態度的重要性。雪鷺的故事成為了一個成功的保育案例，展示了透過積極行動和公眾參與，可以實現對自然和野生動物的有效保護。

在《鳥類創世紀》中，白頭海鵰（Haliaeetus leucocephalus）一章中，摩斯深入探討了這種鳥類的生物學特性、生態地位，以及牠們在美國文化和歷史中的象徵意義。白頭海鵰是北美洲最大的猛禽之一，具有顯著的白色頭部和尾巴，以及亮黃色的嘴和腳。儘管其英文名稱（bald eagle）暗示著禿頭，但實際上這個名稱來自於成鳥頭部的純白色羽毛，在遠處看上去似乎無毛。

白頭海鵰分佈於北美的各地，從阿拉斯加和加拿大的河流森林地區，穿過美國的四十八個州，一直延伸到墨西哥北部。甚至在亞利桑那州的沙漠中也能發現白頭海鵰的族群，牠們主要以魚類為食，但也會捕食哺乳動物、其他鳥類和腐肉。白頭海鵰的獵食策略包括從其他獵食者那裡偷竊食物，這種行為被稱為偷竊寄生（kleptoparasitism）。

摩斯還討論了白頭海鵰與人類的關係，特別是牠們如何從瀕臨絕種的邊緣恢復過來。20世紀中葉，由於DDT和其他農藥的使用，白頭海鵰的數量急劇下降，影響了牠們的繁殖能力。經過多年的保護工作，包括《候鳥條約法》（Migratory Bird Treaty Act）和《白頭海鵰與金鵰保護法案》（Bald and Golden Eagle Protection Act）的實施，以及《寂靜的春天》（Silent Spring）的出版引發的環保運動，白頭海鵰的數量開始恢復。到了20世紀末，白頭海鵰的數量有了顯著增長，最終在2007年被移出瀕危物種名單。

此外，摩斯還提到了白頭海鵰在美國文化中的象徵意義，其中含有不少衝突和矛盾。牠們被視為自由和力量的象徵，並被選為美國的國鳥。白頭海鵰出現在許多美國的標誌和象徵中，包括國徽和一美元紙幣。同時，牠們也象徵著野生動物保護和自然恢復的成功故事，鼓勵人們繼續保護和恢復我們的自然環境。

在《鳥類創世紀》中，麻雀（Passer montanus）一章詳細記述了1958年毛澤東發起的「打麻雀運動」，這是大躍進運動的一部分，旨在消滅被認為是農業害蟲之一的麻雀。中國政府聲稱麻雀每年消耗大量穀物，因此發動全民參與的運動來大量殺死麻雀，期望增加糧食產量。當時，民眾被鼓勵使用各種方法來驅趕和殺死麻雀，例如敲鍋打鑼來防止麻雀休息，以及直接捕殺。

然而，這場愚不可及的運動忽略了麻雀在生態系統中的角色，特別是牠們在控制害蟲方面的重要性。隨著麻雀數量的急劇減少，農作物害蟲如蝗蟲的數量激增，導致了更嚴重的糧食減產問題。這場運動最終被證明是一場災難，不僅未能提高糧食產量，反而加劇了隨後幾年的飢荒。

摩斯透過描述這場運動的發起、實施以及其災難性的後果，揭示了人類對自然干預的無知和後果，以及政治運動如何可以基於錯誤的假設對生態系統造成長遠的影響。這段歷史提醒著人們在進行生態干預時必須謹慎，充分考慮生態系統的複雜性和平衡性，並對人類與自然之間的關係進行深刻反思。

最後，在《鳥類創世紀》中的皇帝企鵝（Aptenodytes forsteri）一章，摩斯深入探討了這種鳥類在極端環境下的生活、繁殖行為，以及面臨的氣候變遷威脅。皇帝企鵝是地球上最大的企鵝，牠們在冰冷的南極擁有獨特的生存技巧，其中包括在南極冬季極寒的條件下育雛，這是其他鳥類無法做到的。

皇帝企鵝的繁殖周期非常複雜，雌雄企鵝會進行長達數百公里的遷徙，以抵達傳統的繁殖地以進行求偶、交配，並產下蛋。不同於其他鳥類，雄企鵝會在足部孵蛋，而雌企鵝則返回海洋覓食。這種獨特的繁殖策略使得幼鳥能在最惡劣的條件下存活。

然而，摩斯也強調了氣候變遷對皇帝企鵝生存的影響。海冰的減少威脅到牠們的繁殖地，食物來源的變化也對成鳥和幼鳥的生存構成挑戰。科學家預測，如果當前的氣候變遷趨勢持續，皇帝企鵝可能會面臨極大的生存危機。透過講述皇帝企鵝的故事，他呼籲對氣候變遷採取行動，以保護這些獨特而脆弱的鳥類及其棲息地。

總而言之，《鳥類創世紀》是一本探討鳥類與人類深刻聯繫的好書，充滿了借鳥鑑人之意，深入揭示了鳥類在人類的神話、日常生活、社會和歷史中所扮演的關鍵角色，巧妙地展現了人類與鳥類之間錯綜複雜的關係，不僅是鳥類學愛好者的珍貴資源，同時也是對自然與文化交織關係有興趣讀者的必讀之選。




本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】

如何實現青春永駐——未來的長壽革命

您計畫何時退休？是在65歲嗎？若以目前國民平均壽命約為80歲做參考，這意味著之後大約有15年可以享受退休時光。但如果當您退休時，平均壽命提升到120歲，那麼將面臨長達55年的退休生活，這比大部份的人從20幾歲開始工作直到65歲退休的工作年限還要長！有沒有想過該如何規劃這段退休生活呢？財務狀況能夠支持這樣長的退休期嗎？

這不僅是科幻小說或電影中的情節，而可能在我們有生之年發生的情況。正如《可不可以不變老？：喚醒長壽基因的科學革命》（Lifespan: Why We Age and Why We Don't Have To）作者之一、美國哈佛醫學院遺傳學家辛克萊（David A. Sinclair）所言，如果我們不再把老化視為自然發生的過程，而其視為一種可以治療的疾病，情況將大不相同。








我在大學裡教授演化生物學，課堂上常提醒學生，個體不會經歷演化——演化發生在族群以上的層面，個體所經歷的是老化。但如果我們能夠逆轉老化，那是什麼情形？在電影「班傑明的奇幻旅程」（The Curious Case of Benjamin Button）講述從老年逐漸變年輕的男子巴頓（Benjamin Button）和他的青梅竹馬富勒（Daisy Fuller）間的故事，深刻探討時間、愛情和人生的意義；另一部電影「鐘點戰」（In Time），人們在25歲後的一年內將會死去，時間變成寶貴的資源，必須不斷賺取時間以延續壽命，這部影片探討了永生、貧富不均和社會階級問題。

別懷疑，老化就是一種病！

辛克萊結合醫學研究、歷史分析和個人見解，在書中呼籲大眾應該調整使用醫療保健和面對老化的方式。他強調我們不該把老化視為不可避免的生理現象，而該視為疾病的源頭。

另外，他也討論一旦人類能夠輕鬆活到百歲以上，我們將如何面對並預先規劃相應的政治、經濟挑戰、環保、倫理問題？透過豐富的自身經歷和生動的軼事，他使得《可不可以不變老？》不僅充滿啟發，而且易於閱讀。

辛克萊提出「老化資訊理論」（Information Theory of Aging），假設老化是由生物內部資訊的漸進損傷或累積錯誤引起。這個理論著重於生物系統在整個生命週期中如何維持和傳遞基因與細胞內部資訊的穩定性，並探討這些資訊在傳遞過程出現障礙時如何引起生物老化和死亡。

隨著時間的推移，DNA會因各種內外因素受損，而細胞的修復機制可能無法完美應對，導致損傷累積和細胞功能受影響。正確摺疊的蛋白質對細胞非常重要，因為錯誤摺疊的蛋白質可能引起功能障礙並且累積，進而導致疾病和老化。隨年齡增長，表觀遺傳標記的變化可能改變基因的表現模式，影響細胞和組織功能。經歷多次分裂的細胞最終會進入衰老狀態，一般認為這是老化和與年齡相關疾病發展的關鍵因素。老化資訊理論為我們提供一個理解老化過程中資訊損失機制和影響的框架，幫助我們尋找減緩老化、可能提高生活品質的介入措施。辛克萊認為，老化過程中的資訊損失是可識別且有望治療的。

老化是否能定義為一種疾病呢？許多學者指出，儘管年齡確實增加某些疾病的風險，但把老化本身視為疾病可能過於簡化這一複雜現象。身為在老化研究領域前線的科學家，辛克萊非常熟悉這類反對意見。因此，在《可不可以不變老？》中，他反覆提到自己的理論可能過於前衛，預計會引起廣泛的質疑，這是他試圖讓讀者理解並預先接受這一觀點的方式。

我個人在科學層面上支持他的看法。從演化的角度來看，科學家已經發現一些動物似乎不顯著老化或者以速度極慢的方式老化，例如不死水母（Turritopsis dohrnii）、某些海參、阿留申平鮋（Rougheye rockfish）、特定類型的線蟲、鯉魚、巨型龜以及金剛鸚鵡，以至於牠們的壽命衰退難以觀察。因此，老化在生物學上並不是一種普遍「現象」。考慮到許多過去視為人類正常現象的疾病，例如麻疹、腮腺炎、風疹、蛀牙、牙周病、憂鬱症和焦慮症，現代醫學都已成功介入和治療，我們有理由相信，老化在未來可能成為一種可介入和治療的情況。

注意飲食不只為了控制體重，還能延緩老化

目前已知延緩老化最有效的策略之一是限制熱量攝取（caloric restriction），即在不導致營養不良的前提下，有意識地減少日常飲食中攝取的熱量。研究顯示，飲食限制在多種生物模型中有效延長壽命，包括酵母、果蠅、小鼠和猴子。對人類而言，雖然直接證據不多，但間接證據和初步研究成果暗示，飲食限制也有助於提升人類的健康壽命。

儘管限制熱量攝取，蘊涵著延長壽命的潛力，但它也伴隨挑戰和風險，例如營養不良、骨質疏鬆以及心理壓力等。因此，科學研究正致力於尋找模仿飲食限制效果的替代方案，例如間歇性禁食和限制特定營養素的方法，目的是獲得相似的健康益處，同時降低副作用的風險。然而，要加速老化還是遠比延緩老化容易，生活方式例如吸菸、體重超重以及感染疾病等因素都會影響。儘管健康的生活方式能夠把我們從不良的老化模式轉為較佳的老化模式，但這並不意味著能逆轉年齡。如果我們不需要付出額外的心力，只需要依賴幾種神奇的藥物呢？這種情況是否會比期待和想像的更為美好？

辛克萊在書裡不僅介紹老化研究的歷史和突破，也毫不保留地提出大量的假設、承諾、推斷和誇張的描述，這在學術界引起了一些批評。他回顧了在動物模型上研究的幾種長壽介入措施，例如白藜蘆醇（resveratrol）、雷帕黴素（rapamycin）和滅糖敏（metformin），並傳達對於這些藥物具有治療老化潛力的信念。他甚至提到自己和家人也在服用這些藥物，暗示讀者也可嘗試。雖然他在書中多次強調不是做廣告，但他對這些藥物或保健品極度樂觀的描述，不免讓人還是有些質疑。

書裡提到的藥物或保健品中，最著名的白藜蘆醇是一種自然存在於紅葡萄酒、葡萄皮、藍莓、草莓和花生中的多酚化合物。一些動物實驗顯示白藜蘆醇具有的多種生物活性，可能有助於延緩老化過程；雷帕黴素最初用於抗真菌治療，後來發現它們是具有免疫抑制和抗癌特性的大環內酯類抗生素，近年來因其在動物模型中展示的延緩老化和延長壽命潛力而受到關注；滅糖敏是治療第二型糖尿病的藥物，同時對代謝、細胞凋亡、發炎反應和氧化（oxidative stress，指當自由基與抗氧化物比值間不平衡的狀態，產生過多有害的過氧化物與自由基導致毒性作用，因此損害細胞的蛋白質、脂質和DNA）產生影響，進而引起科學家對其抗老化效果的關注。

儘管部份生物醫學研究者信任這些藥物或保健品，而私底下偷服用，但長期大量服用也可能帶來意外的副作用。簡言之，要實現長壽或健康的老化，可能沒有捷徑。在進一步實驗確認安全性前，建議保持觀望。隨著生物醫學的迅速發展，相信不久的將來，我們能夠更清楚了解這些藥物和保健品在人體上的實際效果和潛在問題。

《可不可以不變老？》中提及的其他例如運動、飲食和生活方式的建議更為務實，這也是我身邊，許多以健康的方式來面對時光流逝的朋友們所遵循的做法，例如增加運動量、減少攝取精緻碳水化合物、多吃蔬菜和少吃肉。我現在盡量選擇以走樓梯來取代搭電梯，並鼓勵騎單車，並向朋友提出挑戰：「是燃燒地球的油，還是燃燒自己的油，選一個吧？」

【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人知識庫〉2024年第265期3月號】

電的生命、生命的電

你被電過嗎？

我這裡說的，不是被痛罵批評那種，而是真正的觸電。小時候在馬來西亞，蚊子特別多，家家戶戶不堪其擾，有阿宅發明電蚊拍、讓我們能夠輕易把蚊子電成焦屍報仇雪恨的時候，那種電蚊拍跟現在不一樣，沒有防止觸電的保護網，只有一層電擊網，偶爾我們會不小心電到自己，除了感到一陣刺痛和麻麻的感覺外，倒也沒啥大礙。

於是，還是小屁孩的我和弟妹，常在爸媽、阿嬤不留神的時候，拿電蚊拍來當作玩具武器，對彼此進行無情的電擊。後來，我們還發現金屬門把也能傳電，於是就躲在房間的另一頭，趁人開門時給他們一個「突襲」。我小妹因為不喜歡洗澡，被大弟電了一次，結果這件事她經常掛在嘴邊。

可能因為這樣的設計引起了太多家庭失和，後來的電蚊拍設計上加入了保護網，再加上我們長大了，進了社會玩的遊戲變得更加緊張刺激，電蚊拍才真正回歸到它原本的功能。不過，那種被電蚊拍電到的感覺，至今還是難以忘懷。

馬來西亞一年到頭都濕熱，我們倒是很少遇到被靜電電到的情況。但是在台灣，在台灣冬天，室內的空氣通常比較乾燥，這讓靜電更容易產生。冬天的時候室內換衣服，或者跟老婆親個嘴，就容易被那突如其來的靜電給電到。

為啥被電蚊拍或靜電電到會感到疼痛呢？上了生物課之後，我們就知道了，因為神經傳導其實就是一種「電」的形式，而電蚊拍和靜電那「微弱」的電剛好刺激到了我們的疼痛神經，讓肌肉發生強烈的收縮。雖然電蚊拍的電壓高達兩千伏特，但因為電池提供的電流很小，所以不會造成生命危險。然而，牆壁上的插座提供的電壓雖然只有110伏特（馬來西亞是220伏特），但電流卻大得多，足以致命，絕對不能掉以輕心。

那麼，為啥強力電流會讓人命危呢？來自美國華盛頓特區喬治城大學，擔任放射醫學和生物化學教授，同時也是健康物理與輻射防護研究生課程主任的提摩西．約根森（Timothy Jorgensen），在他的好書《生命的電：生物醫學Ｘ電，改變未來的奇蹟革命》（Spark: The Life of Electricity and the Electricity of Life）中向我們揭示了電在生命中不可或缺的角色，正因為如此，當強大的電流穿越我們的身體時，才會造成嚴重的傷害，真是水可覆舟、亦可載舟。

約根森教授從琥珀談起，經過富蘭克林到法拉第的探索歷程，闡釋了電與生物學之間的深刻聯繫。這段科學史的敘述既生動又引人入勝，為我們提供了許多理工科阿宅學生在教科書上早已耳熟能詳的科學家和他們背後的趣聞軼事，僅僅是這部分內容，就已經讓《生命的電》成為一本非常值得一讀的好書！

約根森也對伊隆．馬斯克（Elon Musk）領軍的Neuralink公司做了一番預測。這間公司專門研發腦機介面（Brain-Machine Interfaces, BMIs）技術，是由馬斯克在2016年創立的。他們的大目標是打造出能直接連接人腦與電腦或其他電子裝置的高頻寬裝置，目的是為了幫助治療神經系統疾病、提升人類的認知能力，甚至最終達成人腦與人工智慧（AI）的合一。

在《生命的電》一書中，可見跨學科研究的重要性，展現了物理學、生物學、化學和工程學等領域如何互相激盪，共同推進了我們對電在生命中角色的理解。為了讓不太熟悉「電」的讀者也能融會貫通，約根森詳細介紹了電力的基礎知識，像是電壓、電流和電阻，並解釋了它們在生物系統中的相關應用。

《生命的電》書中特別提到，當初那些大電力公司才剛開始摸索如何運用電力的時候，連富蘭克林、法拉第、馬克士威、愛迪生、特斯拉這些偉大的科學家、發明家都還搞不清楚「電」到底是啥東西。得等到量子力學出現之後，我們才明白了電子存在以及它的特性。

我們現在清楚了，電荷是物質的一種基本特性，既可以是正的（比如質子的電荷），也可以是負的（比如電子的電荷）。同性電荷互相排斥，異性電荷互相吸引，這些互動構成了電的基礎。電荷的移動形成了電流，通常是電子在導體中的流動。電流的方向由正電荷的流動方向定義，即使在實際的電路中，流動的大多是負電荷──電子。電流的國際單位是安培（A），一安培代表每秒有一庫侖（C）的電荷流過某一點。

電壓推動電荷移動，是兩點間電位差的度量，用伏特（V）表示。電壓越高，意味著推動電荷從一點移動到另一點的能量越大；而電阻則是物質對電流流動的阻力。每種物質的電阻都不同，取決於它的材質、溫度、長度和截面積，電阻的單位是歐姆（Ω）；電場則是電荷產生的，存在於其周圍空間，能對其他電荷施加力。電場的強度取決於其電荷的量和距離。電場可以透過電場線來視覺化，這些線從正電荷出發，終止於負電荷；當電流流動時，會產生磁場，變化的磁場又能產生電場，這種相互作用形成了電磁場。

要聊電力，那交流電和直流電絕對是必談的兩個概念。交流電就是電流的大小和方向會週期性變化的那種電。在交流電系統裡頭，電壓就像正弦波一樣上下波動，意味著電流的方向也是持續在變。交流電成了大多數家庭和工業用電的標準，主要是因為它能透過變壓器在不同電壓等級間輕鬆轉換，讓電能在長途傳輸時的損失更小，這也是它成為長距離電力傳輸和分配首選的主因；至於直流電，則是電流只朝一個方向流動的電。在直流電系統中，電壓的大小和方向都是固定不變的。直流電的來源典型包括電池、太陽能板和直流發電機。直流電常用在低壓的電子裝置上，比如手機、筆記型電腦、LED燈，還有其他許多攜帶式電子產品。直流電的優點在於能提供穩定的電壓，對電子設備的穩定運作來說非常重要。

拜電影《電流大戰》（The Current War）和科普書《光之帝國：愛迪生、特斯拉、西屋的電流大戰》（Empires of Light: Edison, Tesla, Westinghouse, and the Race to Electrify the World）所賜，不少阿宅都聽過19世紀80年代後期那場關於直流輸電和交流輸電之間的電流戰爭（請參見〈光之帝國的電流大戰〉）。最後交流電因為更適合長途輸送而勝出。但約根森在《生命的電》中提到，現在很多電子設備都只能用直流電，變壓器造成的電力耗損相當可觀。雖然技術進步已經解決了直流電長途輸送和電壓轉換的問題，不過要把全國的電網系統砍掉重練實在太不切實際了。






在探討生命現象時，電力扮演著極其關鍵的角色，從基本的細胞功能到整個生物體的運作，電力在這一切中都是不可或缺的。細胞間的溝通大量依賴於電訊號。神經元透過電訊號來傳遞訊息，這個過程就是所謂的動作電位。動作電位是由細胞膜上的特定離子通道開啟和關閉所引起的電壓變化，使得神經元能夠迅速反應，並將訊息傳遞至身體的其他部分。《生命的電》用生動的例子解釋了電訊號如何在神經元間傳遞，支持著思考、感覺和運動的生物過程。

心臟的順利運作也是靠著電訊號。心臟細胞能產生並傳送電訊號，這些訊號讓心肌收縮，進而推動血液在循環系統中流動。像是心律不整這類的病症，往往就是因為心臟的電活動出了問題。現代醫學透過心電圖（ECG）來監控心臟的電活動，幫助診斷與治療這些問題。《生命的電》不只解釋了強大電流如何打亂心臟的正常運作，還提到了電椅的發明及其在死刑中的使用歷史。喬根森甚至專門用了一章來探討電釣（electrofishing）的原理，藉此說明電力場（electric force field）和電流（electric current）之間的差異。

對於住在濕熱氣候的人來說，雷電這種伴隨閃電和雷聲、涉及雲層內部或雲層與地面之間電荷迅速釋放的自然現象並不陌生。儘管被雷電直擊的機率比中樂透還低，但死亡率卻相當高。有趣的是，《生命的電》提到，美國近年來被雷電擊斃的人數大幅下降，這不僅是因為醫療界對於急救雷擊傷患的了解增加，實際上被雷擊的人數也大大減少。這不是因為美國人變得更愛宅在家裡，而是科學界對如何大幅減低被雷擊機率有了更深的理解，這是野外避雷安全專家成功說服閃電科學家提供正確宣導的成果。

其實，在生物體內不只有電訊號的傳遞，還存在著生物電場。這些電場由生物體內的電荷分布產生，對細胞生長、分化以及傷口癒合等過程起著調節作用。電場能夠影響細胞增殖、移動、分化，以及細胞死亡，這些過程對組織的形成和再生都是必不可少的。比方說，特定的電場模式能夠引導幹細胞分化成特定的細胞類型，這對組織工程和再生醫學來說非常關鍵。

生物電場在傷口癒合的過程中也扮演著關鍵角色。當身體某部位受傷時，周圍區域會出現電場的變化，這些變化能夠吸引細胞移動到傷口處，幫助新組織的生成和傷口的癒合。無論是皮膚受傷、心臟受損，或是其他組織的自我修復，這個過程都非常關鍵；在胚胎發育期間，生物電場對於細胞的準確定位、組織的分化和身體結構的形成也至關重要。電場的變化是告訴細胞何時以及如何分化的關鍵訊號，對於形成功能正常的多細胞生物體來說是必不可少的。但奇怪和可惜的是，《生命的電》在幾乎沒有提及生物電場在組織再生和發育中不可或缺的角色。

《生命的電》還講到了生物是如何演化出利用電力來提升生存和繁殖機會的。比如，有些魚類能夠透過產生電場來探測周遭環境或是與同類交流。像電魚，能發出弱電脈衝，再透過專門的感應器官，也就是電受器，來感知周圍物體引起的電場變化。這些電脈衝一旦遇到物體，就會因為物體的導電率或介電率不同而產生反射或扭曲，讓電魚能夠辨識周遭的物體，包括障礙物、獵物甚至其他電魚。

還有些魚類利用主動電定位，透過改變牠們發出的電脈衝模式來和同伴溝通。這些電脈衝的模式能傳遞不同的訊息，像是求偶訊號、劃定領域或是發出警告，這對於視覺和聽覺受限的水下環境而言，是非常有效的通訊方式，這在艾德．楊（Ed Yong）的好書《五感之外的世界：認識動物神奇的感知系統，探見人類感官無法觸及的大自然》（An Immense World: How Animal Senses Reveal the Hidden Realms Around Us）中有詳細說明（請參見〈跳脫人類感官，從動物的角度看世界〉）。

在醫學應用方面，《生命的電》深入探討了電力在診斷和治療各種疾病中的應用。電刺激治療，比如跨顱磁刺激（Transcranial magnetic stimulation，TMS）和深層腦部刺激術（Deep brain stimulation，DBS），透過電訊號影響神經元活動，用於治療抑鬱症、帕金森病等神經系統疾病。這些治療方式展示了精準控制電力如何對人體健康帶來正面影響。

《生命的電》也提到了「先進義肢」這類新型電子裝置，它們透過各種電氣方式與截肢者的神經系統進行連接，這種腦機介面讓截肢者僅透過思考就能隨意移動義肢，甚至執行像彈鋼琴這樣的精細動作。儘管先進義肢的重量和電池壽命短是目前需要克服的問題，但研究人員正快速解決這些挑戰，有望改善人們的生活品質。

總之，《生命的電》是一本兼具科學深度與廣度、教育與啟發的好書，對於專業人士和普通讀者都有很大的吸引力。透過閱讀這本好書，我們能對電在自然界和人類生活中的角色有更深的理解和尊重！




本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】

不再善良的細胞

我決定跳入生命科學領域的火坑成為一名科學工作者，是因為小時候在實驗室目睹了細胞分裂和分化的精準運作。儘管這話可能有些過於戲劇化，但有一天，我看到兩個細胞在分裂時，染色體準確地排成一列，然後精確地分配到兩個子細胞的影片，那一刻我感覺自己得到了某種啟示！

雖然我現在不算是嚴格意義上的細胞生物學家，而是研究鳥類羽毛和喙的演化發育以及基因體演化的演化生物學家，但我仍然需要與分化成各種上皮或骨骼組織的細胞群打交道，因為所有生物體，無一例外，都是由細胞構成的。

《細胞之歌：醫學與新人類的探索》（The Song of the Cell: An Exploration of Medicine and the New Human）是辛達塔．穆克吉（Siddhartha Mukherjee）的一本激動人心的新作，他此前因《萬病之王：一部癌症的傳記，以及我們與它搏鬥的故事》（The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer）和《基因：人類最親密的歷史》（The Gene: An Intimate History）而舉世聞名。在這本新書中，他帶我們進入了一個宏大且微觀的世界——細胞。這個看不見卻無處不在的生命基石，成為他探索生命、醫學和人類本質的窗口。

穆克吉撰寫《細胞之歌》是順理成章的，因為他主張，他身為腫瘤學家，首先是一名細胞生物學家。他指出，癌症的起因可以歸結為細胞的變化。他在辦公室的牆上掛著布告板，提醒自己，所有的病理紊亂最終都是細胞生物學的結果。

穆克吉認為，所有病理學最終都可以追溯到細胞層面的異常。這個觀點體現在他的科學觀察和研究工作中，特別是在腫瘤學領域，這使他作為腫瘤學家更加重視細胞的研究與理解。他認為，了解細胞生理學和病理學的詳細資訊，有助於揭示疾病的本質及其背後的機制。這個觀點在《細胞之歌》的許多案例和研究中得到了充分體現，強調了細胞病理學在醫學中的核心地位，以及它對於診斷、治療和理解疾病的重要性。








《細胞之歌》不僅是科學探索的成果，更呈現了其寫作風格的魅力。穆克吉以生動活潑的敘述和深刻的洞察力，把細胞生物學的複雜概念轉化為易於理解的知識。他巧妙地結合科學知識與人性故事，透過詩意的比喻和接近偵探小說的筆法，帶領我們深入探索細胞世界，並揭示這些微小生命單位在醫學、科學和人類生活中的重要性。

穆克吉的故事涉及癌症、心臟病、不孕症、憂鬱症等病患，展示了科學研究如何實際影響人們的生活，包括他自己和家人的親身經歷。在探討免疫療法、幹細胞、基因工程等領域的最新進展時，他不僅揭示了科學的希望，也指出了其中的挑戰，並透過一系列感人的故事展示了這些科學發現如何改變人們的生命。

因此，《細胞之歌》不僅是一部科普讀物，而是一次心靈的旅程，讓我們體會到生命的奇蹟與科學的力量。穆克吉的寫作使科學不再只是冷冰冰的資料，而是一個充滿溫度和人情味的敘述，讓我們在閱讀過程中深刻感受到對科學的敬畏和生命的深刻意義。

當我讀《細胞之歌》時，特別感同身受的一部分是他描述了不同的淋巴癌治療方法，並提出了一些新的癌症治療概念。因為我最親愛的家人去年被診斷出原發性縱隔大B細胞淋巴瘤（Primary mediastinal B-cell lymphoma），接受的DA-EPOCH-R化療結合標靶藥物的治療方案中，就用了書中提到的利妥昔單抗（Rituximab，商品名「莫須瘤」），這是一種最早的抗癌單株抗體，廣泛用於治療淋巴癌，包括濾泡性淋巴瘤等。這個抗體療法可以透過針對癌細胞表面的蛋白質（CD20）來發揮作用，達到治療效果。穆克吉在《細胞之歌》中描述了許多與淋巴癌治療相關的案例。例如，一位患者的淋巴瘤多次復發，但最終在利妥昔單抗治療後，他在確診二十五年後仍然存活。

然而，穆克吉沒有忽略科學中的挑戰和不確定性。他深入探討了細胞生物學的困難和迷思，特別是與癌症和免疫系統相關的問題。他提到癌症的異質性，即使在同一種癌症中，也可能存在不同的遺傳變異，這使得治療更加複雜。他的好友山姆的故事，揭示了癌症治療的複雜性和不確定性，並強調了免疫療法在癌症治療中的潛力以及其中的風險。透過這個故事，他讓我們看到癌症患者面對疾病時的堅毅，以及科學家在追求治療過程中的不懈努力。

穆克吉在《細胞之歌》中提到，癌症的發生與器官的微環境、細胞生態和免疫系統的差異有關。他解釋了為什麼有些器官容易罹患癌症，而其他器官則相對較安全。他透過這樣的解釋，幫助我們理解器官特性與癌症風險之間的關係，並強調細胞生態學和免疫環境在癌症發生中的重要性。

穆克吉還探討了科學的倫理和道德問題。在談到細胞療法時，他提出了一個關鍵問題：當我們開始操縱細胞時，我們是在治療還是增強？這個問題在基因工程和細胞療法的時代變得愈發重要。他提到了一個引人注目的案例，即中國科學家賀建奎的基因編輯嬰兒實驗，這個事件在科學界引起了巨大爭議，突顯了科學進展可能帶來的倫理挑戰。

在《細胞之歌》中，穆克吉也談到了COVID-19疫情對他的啟發。他指出，這場全球大流行揭示了許多我們原本認為已了解的細胞生物學和醫學的奧秘，強調了我們對細胞及其相互作用的理解仍需深入思考和重新解析。他提到，免疫學的核心原理因疫情而被重新審視，突顯了細胞在防控疫情中的關鍵作用。尤其是COVID-19如何劫持細胞，阻止第一型干擾素的分泌，削弱了體內對病毒的早期警報系統。由於受感染的細胞無法有效發出警報，病毒得以迅速擴散，加劇了感染的嚴重性。他強調，儘管免疫學家和病毒學家迅速開發出多種疫苗，但這場大流行揭露了我們在生物學系統知識上的巨大缺陷，顯示了我們所知的局限性。

《細胞之歌》是一個關於人性的故事，透過細胞生物學的視角，探討了科學如何影響我們的生活和未來，讓我們體會科學的力量，以及它對我們生活的深遠影響，並鼓勵我們以新的視角看待世界。這本好書不僅適合科學和醫學愛好者，也適合所有對生命和人性感興趣的讀者。其深度和廣度讓我們感受到科學的奇蹟，同時也啟發我們重新思考生命的意義。


本文為《細胞之歌：醫學與新人類的探索》（The Song of the Cell: An Exploration of Medicine and the New Human）推薦序

那個碰觸到自己心臟的男人

除非透過把脈感受其跳動，否則我們平時鮮少察覺到那默默工作的心臟，只有在激動時才感到它如小鹿亂撞。若幸運的話，一個阿宅的心臟在一生中將跳動25億次，而一旦心臟停止跳動，大腦將在三分鐘後永久關機。每一次心跳都如此珍貴，但我們卻常把之視為理所當然。

過去人們把心臟視為靈魂所在，這個觀念，深植於多元的文化、宗教信仰和哲學思想中。心臟作為身體中不斷跳動的器官，是生命活動顯而易見的證據。古人觀察到，只要心臟停止跳動，生命便會結束。因此，他們認定心臟是生命力的來源，進而是靈魂所在的地方。加上，在日常經驗中，人們常常能感受到強烈情感時心臟的跳動變化，如喜悅、悲傷或恐懼，這也使得古人相信心臟不僅是生理上的中心，也是情感和感受的中心。

在許多宗教傳統中，心臟被賦予深厚的象徵意義，與靈魂、道德純潔和神聖接觸相關聯。例如，阿茲提克阿宅對心臟持有一種深深的神聖和象徵意義，認為心臟是生命力和精神力量的中心。在他們的宗教和宇宙觀中，心臟被視為對神祇特別重要的獻禮，是維持宇宙秩序和神聖能量流通的關鍵。阿茲提克阿宅以心臟犧牲來向神明表達敬意和謝意，尤其是向太陽神獻上心臟。他們相信，這種犧牲能夠確保太陽的升起和萬物的生長，維持宇宙的平衡和秩序。這種犧牲通常在特殊的儀式中進行，包括戰爭俘虜或特別選定的個體。祭司會在祭壇上把受害者的胸膛切開，迅速取出跳動的心臟，並把其獻給神像。

在古埃及文化中，心臟不僅被視為身體的重要器官，更被認為是智慧、情感、記憶和靈魂的所在地，是個人性格和意識的核心。在古埃及的死後世界觀中，心臟在亡者的審判過程中扮演著關鍵角色。最著名的例子是在《死者之書》（Book of the Dead; كتاب الموتى）中描述的場景，亡者的心臟在死後會被放在天秤的一端，與真理之羽相對稱量。如果心臟重於真理之羽，表示亡者生前充滿罪惡，其靈魂將被阿米特（Ammit，一種有鱷魚頭、獅子身和河馬後腿的怪獸）吞噬，從而失去永生。如果心臟與真理之羽相等，則表示亡者是正義的，能獲得進入安樂世界的機會。由於心臟在古埃及阿宅眼中具有如此重要的地位，他們在進行木乃伊製作過程中，通常會移除大腦，小心翼翼地保留心臟，讓它留在死者身體裡，以確保亡者在來世中能夠使用它。

隨著時代的變遷，我們的敬畏從心臟轉向了大腦，後者被視為思想、情感、甚至是我們靈魂的真正所在。心臟病學卻似乎不再受到相同的關注，儘管心血管疾病依然是導致死亡的主要原因，但相關的研究似乎不再那麼引人注目，很多阿宅僅把心臟視為一些簡單的管道和泵。然而，美國生態學家和演化生物學家唐恩（Rob Dunn）在《心臟：從演化、基因、解剖學看兩千年探索和治療心臟疾病的故事》（The Man Who Touched His Own Heart: True Tales of Science, Surgery, and Mystery）中指出，當科學家嘗試模擬心臟跳動時，他們發現即便是充滿八個房間的超級電腦也無法完全捕捉其所有複雜性。




起初，當我看到這本書的作者時，高度懷疑出版社是不是大錯特錯地把作者移花接木了。因為唐恩是演化生態學家，專長是微生物的多樣性，著有《未來自然史：生物法則所揭示的人類命運》（A Nature History Of The Future: What the Laws of Biology Tell Us About the Destiny of the Human Species）、《我們的身體，想念野蠻的自然：人體的原始記憶與演化》（The Wild Life of Our Bodies: Predators, Parasites, and Partners That Shape Who We Are Today）和《我的野蠻室友：細菌、真菌、節肢動物與人類共同居住的自然史》（Never Home Alone: From Microbes to Millipedes, Camel Crickets, and Honeybees, the Natural History of Where We Live），以及與愛妻人類學家莫妮卡．桑切斯（Monica Sanchez）合著的《舌尖上的演化：追求美味如何推動人類演化、演化又如何塑造飲食文明？》（Delicious: The Evolution of Flavor and How it Made us Human）（請參見〈我們的身體，想念野蠻的野生樂園〉、〈我們與野蠻室友的距離〉、〈別有風味的科學〉和〈自然反撲的那一刻——未來世界的人類處境〉），其學術專長和興趣和心臟八竿子打不著啊。

讀了《心臟》序言後，我明白了唐恩不僅選擇了正確的題材，而且他有著強烈的動機──他的母親曾飽受心臟疾病之苦，他非常好奇為何人類的心臟如此脆弱。他利用自己作為演化生物學家的背景，以獨特的跨學科視角結合心臟的生物學、醫學、歷史和技術，深入探討了心臟病學的發展。這本好書體現出唐恩的寫作功力之卓越優異──一位「門外漢」用淺顯易懂的方式呈現複雜的醫學和科學概念，使讀者即使沒有科學背景也能輕鬆理解。

在《心臟》中，人類在追求知識、克服挑戰並不斷推進科學界限的歷程中，一個開創性的事件發生於1893年。當時，奧地利著名外科醫生西奧多．比爾羅斯（Theodor Billroth，1829─1894）曾警告說：「任何試圖對心臟動刀的外科醫生，都不配得到同行的尊重。」，隨著現代醫學的發展，這種顧慮終於被克服。當時，丹尼爾．海爾．威廉斯（Daniel Hale Williams，1856─1931），一位在1890年代於芝加哥工作的非裔美國醫生，成功進行了首次心臟手術。這項手術在一家簡陋的臨時醫院內完成。在沒有其他選擇的情況下，他切開病人的胸腔，移開一根肋骨，並首次對一個活人的心包──心臟周圍的纖維性囊袋進行了縫合。

威廉斯之所以能夠達成這一壯舉，部分是因為他在一家資源匱乏的醫院工作，這種環境培養了他面對困難和看似不可能任務的堅韌。因此，他的處境使他能夠完成其他人未能達成的成就。這樣的故事在《心臟》中不斷地在上演。

1929年，在德國一家酒吧中，一位沉思著的年輕醫生萌生了一個徹底顛覆醫學界的卓越想法。這位年輕人就是沃納．福斯曼（Werner Forssmann，1904—1979）。在1920年代掙扎尋找醫學突破的過程中，他偶然在一本舊教科書中看到了一張照片，展示了幾名獸醫把導管插入馬的頸靜脈，進而達到其心臟。這一發現激發了他的思考：同樣的技術若用於人類，便能在不需開胸的情況下治療心臟疾病。他隨身攜帶這張照片，向任何人展示他的創意──不論是上司、同事，還是酒吧裡的陌生阿宅。

福斯曼在此之前的所有時間幾乎都在醫院的地下室裡與屍體為伍，身處醫院等級體系的底層，他只能透過解剖尋找問題的答案。他見證了心臟的各種機車問題，並夢想著有一天能找到解決這些問題的方法，特別是如果能在活人身上觀察到這些問題。但就像所有偉大的想法一樣，他的靈感也需要面對現實的挑戰。

當福斯曼第二天回到醫院，向上司提出自己的天才計畫時──即將一根導管插入患者的靜脈，看看是否能夠進入其心臟並拍攝X光──他的提議被斷然拒絕。面對上司的反對，他堅持表示他可以自己當受試者，但仍遭到了上司的堅決打槍。儘管感到沮喪，他還是決定不顧一切地去實施他的計畫。

福斯曼成功說服一位能操作手術器械的護士參與他的計畫，聲稱計畫是在她身上進行手術，但實際上這只是一個計謀。結果，他親自完成了這項導管插入的手術。與他先前所言相反，他從未在任何屍體或動物上嘗試過這種手術，而是直接把導管插入了自己的靜脈。他之所以要求護士參與，是因為自己在醫院中的地位過於低下，甚至連接觸儲存導管的櫃子的機會都沒有。

於是，在那關鍵時刻，護士原以為手術會在她身上進行。她已做好準備，願意為科學奉獻。但當她回頭，卻見到福斯曼正偷偷地把導管插入自己的手臂，她尖叫要他停止，但他並未理會。當導管進入時，他因為疼痛而略顯猶豫，畢竟那是一根相當粗大的導尿管。他深感或許真的成功了，真正觸及了自己內心的深處。然而，他們發現所選的房間竟無法進行X光攝影。

在接下來的幾分鐘裡，福斯曼幾乎要忍不住去搔癢。由於缺乏X光檢查，他無法確定是否真的到達了心臟。因此，他解開了護士的束縛，儘管護士對他的欺騙行為感到憤怒，但還是幫助他艱難地下了幾層樓梯，護士還協助拖著所有設備。最終，他們到達了一個可以進行拍攝的房間，在那裡，福斯曼的一位同事見到了他的瘋狂舉動，感到極度氣憤和失望，甚至試圖拔出導管。

福斯曼把他推開，讓專業的來，接著他們進行了X光拍攝。X光顯示導管已接近他的心臟，他隨後進行了最後的推進，導管被成功放置到位。這種導管操作很快就成為心臟病學中不可或缺的技術。就這樣，他創造了醫學史上一項驚人的成就，完成了眾阿宅認為不可能的創舉。在那一刻，他感受到了自己英雄般的成就。

隨著時間的推移，福斯曼發現自己很難找到心儀的外科職位，逐漸被醫學界邊緣化。因此，他曾期待的英雄地位也逐漸消逝。他後來在第二次世界大戰中為德國服役。這位進行了創新心脈導管插入手術的醫生，在手術後的26年，於1956年在一家酒吧接到了來自妻子的電話，告知他家中有一通看似重要的來電。

福斯曼並未把其放在心上，選擇繼續喝酒。那天晚上回到家後，他再次接到了一個帶有外國口音的電話，同樣未加以理會。直到第二天上班時，他才意識到這些電話的重要性──他被授予了諾貝爾獎。他原以為自己已經被世界遺忘。當時他完全不理解，儘管他被禁止進行更多的實驗，但他的技術已經被美國和其他國家的科學家及醫生採納，並在此基礎上發展了新的技術。因此，這項技術得以迅速擴散。他與一些他從未謀面的人共享諾貝爾獎，他的成就遠超過他自己的想象。

在《心臟》一書中提及的眾多醫生和外科醫生的故事中，可以明顯看出他們中許多人都屬於醫學界的邊緣人士。他們中的一些人選擇與主流醫學保持一定的距離，成為了所謂的局外人。正是由於他們的這種邊緣地位，使他們有了更多自由去探索未知領域，從而達成了突破性的創新和進步。

1967年，南非醫生克里斯帝安．巴納德（Christiaan Barnard，1922—2001）完成了史上首例心臟移植手術，儘管他本人並非心臟外科專家，對心臟的了解有限，只受過基本的醫學培訓，他的醫院甚至缺乏適當的消毒設備，但這些都沒有成為他的障礙。在進行首次心臟移植手術之前，他曾考慮過把一名黑人的心臟移植給白人，但意識到在當時種族隔離的南非，這是行不通的，於是他放棄了這一想法。

首次心臟移植手術的供體是一名二十五歲的女性，她在被車撞後腦死，但她的心臟仍然健康。因此，巴納德偷偷給她注射了鉀，使她的心臟停止跳動，然後進行了心臟移植。這次手術讓他一夜成名，成為了國際知名人物，甚至開始與電影明星交往。然而，由於當時還沒有有效的免疫抑制藥物來防止排斥反應，心臟移植的接受者在三週後因感染和肺炎去世。

當前，心臟移植手術技術已經取得了顯著的進步，這包括手術技術本身、供體心臟的保存及運輸方式，以及對移植後患者的管理方式。然而，儘管技術層面上已經有了長足的發展，心臟移植仍面臨著一項主要挑戰：全球需求與有限的供體心臟之間存在著顯著的不平衡。心臟移植後的患者需要終身服用免疫抑制藥物，以防止身體對新心臟的排斥反應。雖然免疫抑制療法的進步提高了移植心臟的存活率並改善了患者的生活品質，但同時也增加了感染等副作用的風險。

隨著移植技術和免疫抑制療法的持續改進，心臟移植患者的長期存活率有了顯著提高，許多患者得以享受多年甚至數十年的有品質生活。為了解決供體心臟短缺的問題，醫學界也在探索包括機械輔助裝置（如左心室輔助裝置LVAD）在內的替代療法，作為過渡或長期治療選項，同時也在研究心臟組織工程和3D打印心臟等未來科技。

然而，醫學界的一些過度宣傳也引起了懷疑。例如，心肺機、支架和血管成形術等技術雖被視為救命福音，但也有觀點認為這些技術的益處可能被誇大了。即便在今天，像他汀類藥物這樣的非侵入性治療，在一些情況下也能與手術一樣有效地預防心臟病發作和延長壽命。唐恩卻指出，許多醫院堅持進行如安裝支架等手術，可能主要是出於經濟利益。與此同時，心臟病依然是許多國家的主要死亡原因。

身為演化生態學家，唐恩以其特有的方式，把複雜的科學知識轉化為通俗易懂的語言，追溯了我們的心臟和血管的演化歷程。普遍來說，從老鼠到鯨魚的所有哺乳動物一生中的心跳次數約為十億次。透過過去一世紀的醫學發展，人類已把這一數字增至超過廿億次。但隨著年齡增長，心臟的功能往往會逐漸下降。進入老年後，許多人常見的病症之一就是動脈硬化，亦即供血至心臟肌肉的動脈變得狹窄。

這種動脈狹窄與高膽固醇水平密切相關，但這種相關性似乎僅限於人類。雖然許多其他靈長類動物也表現出高膽固醇水平，但研究顯示牠們罕患動脈硬化。對這些動物來說，高膽固醇並不構成問題。唐恩指出，從這些研究可見，我們的心臟疾病並非直接因膽固醇過多而起，而是由於身體對膽固醇的免疫反應所引發。因此，經過數十年的非議後，膽固醇或許本身並非罪魁禍首，這對於我們治療心臟疾病的方式可能具有深遠的影響。

唐恩還從演化生物學的角度探討了飲食如何影響心臟健康，解釋了動物肉中的唾液酸是如何進入我們的心臟細胞並引發可能導致心臟病的自體免疫反應的。唾液酸是存在於所有動物細胞表面的一種糖分子，包括人類在內的哺乳動物。人類和其他動物之間的唾液酸種類和結構略有差異。人類細胞表面主要含有神經酸酸（Neu5Ac）類的唾液酸，而許多非人類哺乳動物的細胞表面則含有N-乙酰基神經胺醣（Neu5Gc）和Neu5Ac。當人類食用含有Neu5Gc的動物肉時，這種外來的唾液酸就會被攝入體內。

人體無法自行產生Neu5Gc，但一旦從食物中攝入，就能被細胞吸收並表現在細胞表面。由於Neu5Gc與人類細胞自有的Neu5Ac在結構上微小的差異，人體的免疫系統可能把含有Neu5Gc的細胞視為外來物質，從而引發免疫反應來攻擊這些細胞。這種免疫反應包括產生針對Neu5Gc的抗體，可能導致炎症及其他免疫系統相關疾病。

當這種自體免疫反應發生在心臟細胞時，可能會損傷心臟組織，進而增加心臟疾病的風險。例如，這種反應可能與動脈粥樣硬化的發展有關，後者涉及血管壁內的炎症和脂肪沉積，可能因對Neu5Gc的免疫反應而惡化。因此，動物肉中的唾液酸Neu5Gc進入人體後，透過引發自體免疫反應，間接增加心臟病的風險。這顯示出，對人類而言，唯一健康的肉恐怕就只有人肉。

總之，《心臟》中的真實故事展示了科學家、醫生和研究者面對困難和挑戰時的堅持和創新。從勇敢的第一次心臟自我實驗到突破性的心臟移植手術，這些故事鼓舞人心，證明了人類智慧和勇氣的力量，是一本多面向的好書，適合任何對心臟、科學、歷史、文化及人類奮鬥故事感興趣的讀者，不僅提供了豐富的知識，還激發了我們對生命深層次的思考和感悟。




本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】

纏繞在人類文明上的疾病與瘟疫

最近討論度很高的日本動畫「葬送的芙莉蓮」（葬送のフリーレン）中，講述精靈芙莉蓮一行人，在旅途中對抗各種魔族。故事提供一個有趣的觀點，那就是身為反派的魔族，他們因為無法感受到情感，所以會為了自身的生存而恣意殺害人類。但即使如此，他們本身對人類並沒有懷抱惡意，甚至其中的大魔王和少數大魔族，抱持著和人類共存的想法。不過之後仍是發生魔族與人類的大戰，在戰爭最激烈的時候，全人類人口減少了1/3以上。

當我讀這本《瘟疫與文明：人類疾病大歷史》（Plagues Upon the Earth: Disease and the Course of Human History）時，突然聯想到那些魔族正猶如人類歷史中遇上的寄生蟲、病原體，藉由棲宿在人體而使人脆弱；大魔族（如七崩賢等）則像經歷過一次次恐怖的大瘟疫，每次的到來都帶走了許多生命。它們同樣對人類沒有懷抱惡意，可是也同樣為了生存，讓人類社會哀鴻遍野。






從不同書的視角解讀疾病對上文明

1976年，美國芝加哥大學歷史學榮譽教授麥克尼爾（William H. McNeill）出版了經典著作《瘟疫與人：傳染病對人類歷史的衝擊》（Plagues and Peoples），提供一個獨特的視角：他從疾病的角度來重新審視人類歷史，還探討傳染病如何影響各地文化與文明，他不僅關注人類歷史，還討論各種疾病形塑社會的重要性。

接著，《槍炮、病菌與鋼鐵：人類社會的命運》（Guns, Germs, and Steel）中，著名的演化生物學家戴蒙（Jared Diamond）也探討了傳染病在人類歷史上的重要影響。他認為，某些疾病曾經摧毀狩獵採集者的群體，但農業社群發展了對抗這些疾病的免疫力。此外，他還探討歐洲人如何利用病原體做為佔領非歐洲地區的工具。根據此書，戴蒙認為哥倫布（Christopher Colombo）於1492年抵達北美洲後的兩個世紀，約有95%的原住民死於歐洲人所帶去的傳染病。

2023年出版的《瘟疫與文明》，則是一本跨學科的作品，本書作者美國俄克拉荷馬大學古典學與文學系教授哈珀（Kyle Harper）以最新的研究，試圖融合生物學、生態學和歷史，深入探討人類與病原體自古以來的複雜關係，並從它們的視角重新審視人類歷史，亦即我們是自然的一部份，而非獨立於自然之外。

哈珀指出《瘟疫與人》出版後，就幾乎沒有更深入探討人類和傳染病關係的其他著作。但這40幾年來，科學上的進步，尤其近年大量的古基因體學研究的加持下，我們對傳染病的理解又更加深刻準確；另外，他也認為《槍炮、病菌與鋼鐵》書裡的內容，誇大了某些數據，例如美洲原住民染上歐洲人帶去的傳染病的死亡比例，實情應該更為複雜，那些所謂傳染病肆虐的地區，實際上只是間歇發生在某些地方。過度強調傳染病的影響，反而掩飾大量的美洲原住民，其實是死於歐洲殖民者的殘暴統治和剝削的事實。

溫暖又方便的科技也助長了病原體

書裡探討人類如何形成獨特的疾病庫（disease pool）以及其意涵。他以演化生物學家熟知的「系譜樹思維」來解釋病原體的演化史：它們年齡多大、從何而來、親戚有誰等，試圖以此說明病毒和微生物是如何屢屢戰勝我們；另外，古基因體學提供了一種「時光旅行」，讓科學家能更準確地辨識特定傳染病的真實病源，而非僅依賴模糊的文獻描述。

他把探索分為四個主要部份，分別對應人類的科技進步如何影響我們與疾病的關係：火、農業、邊界前線、化石。我們和傳染病的對抗是不斷升級的棘輪，是單向的軍備競賽，人類利用公共衛生設施和政策、疫苗、抗生素和藥物治療等，從日益增加的病原體和寄生蟲獲得了顯著但不穩定的優勢。他還探討了病原體如何與奴隸貿易、殖民主義和資本主義的歷史交織，並塑造了全球財富、衛生、權力和不平等的局面。

過去主流觀點認為農業帶來大多數的傳染病。然而，哈珀把人類科技帶來的傳染病的起源，追溯到火的發明。與其他哺乳類動物不同，我們透過烹飪食物來取代大部份的消化過程，這讓我們能更高效率地吸收養份、供養更大的腦袋，但也讓我們更容易受到疾病的影響。例如，血吸蟲這種寄生扁蟲，在人類過著狩獵採集生活時，就懂得專門進攻人類脆弱的消化系統。

由於病原體和寄生蟲的目標是傳播它們的遺傳物質，而人類密集且無遠弗屆的全球網絡把自己打造成這個目標的完美宿主。換句話說，人類成為地球有史以來最成功的物種，病原體和寄生蟲也從中受益。

書裡也探討疾病在人類歷史上關鍵轉折期擔任的角色，例如農業、城市發展、交通工具的進步及人口迅速地增長。在農業生活中，人類如何處理廢棄物是公衛面臨的最大挑戰。糞口胃腸道疾病經由髒污手、受污染的水源和家蠅傳播，一隻小蒼蠅就能讓人生不如死；而人口密度增長，則助長利用呼吸道飛沫傳播的傳染病，例如麻疹就因此在大規模的族群中傳播。和傳統觀念不同，哈珀認為，馴化的動物本身沒有帶來新興傳染病，而是扮演了野生動物傳染病的中間宿主。另外，馴化的馬匹和其他馱獸、車輪，則進一步增加長途貿易的聯繫，使微生物跨洲傳播。

經濟並非影響生存的唯一指摽

在1348年，黑死病肆虐歐洲，短短幾年內就消滅了將近一半的人口。當時，戰爭、饑荒和瘟疫在中世紀肆虐，而由小冰期引起的氣候變遷、人口過剩以及傳染病的頻繁爆發，特別是鼠疫、斑疹傷寒和一種毒性更強的傳染病——天花，讓歐洲人口屢次經歷大幅振盪。

然而，回顧17~18世紀歐洲高死亡率的原因後，哈珀深入探討「大逃亡」（great escape）現象，過去250年間，全球在衛生和財富方面的大幅進步讓人類得以擺脫馬爾薩斯陷阱（Malthusian trap）。從工業革命到20世紀，人類的預期壽命（至少在西方）就翻了一倍。

哈珀指出，早期城市居民的健康狀況不如鄉下居民，後來卻狀況逆轉。城市是把雙面刃，雖然增加瘟疫傳播的機會，但是同時也具備可維持居住環境整潔的下水道、自來水、室內廁所、電器電力等公共設施。這些只有在大量可分工的人群中才能實現。1650~1850年間，富國與窮國在經濟上的鴻溝擴大，這源自於歷史上的「大分流」（great divergence），即西方和其他地區在經濟和科技出現巨大落差。然而，在預期壽命的差異上，富國和窮國之間差異變小，顯示出「合流」（convergence）的趨勢。因此他認為戰勝疾病的方法可能更多是透過疫苗和公共衛生改善，而非單純個人收入的增長。儘管先進國家的貧困地區和富裕地區的預期壽命也可能存在十年以上的差異，但這種差異可以透過經濟政策來修正，而無需另外的醫療介入措施。

這樣的成功帶來了正面影響，也有負面後果，我們過著更富足的生活，同時也破壞了環境，並導致新興傳染病的出現。儘管近幾個世紀以來，醫療科技發生巨大飛躍，但這種反覆輪迴，卻讓我們的未來不如想像中那麼安全。這個把全球搞得雞飛狗跳的新冠疫情再次說明，我們不可能生活在永遠戰勝病原體和寄生蟲的狀態中，保持警覺才是擺脫傳染病的最好辦法。






【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人知識庫〉2024年第263期1月號】