分类: 生活科学

生活,可以不只是生活。与你一齐挖掘藏在细节里的科学新知,让我们把生活变得更有趣!

如何选择「基因交友软体」?──影集《真爱基因》的现实

「身为交友软体公司的执行长,用自家服务找对象并不道德,可是我偶尔会做市场调查,所以手机里下载了20个同行的产品。当我打开其一,便收到一个月前,某位友善男士的来讯。内容实在迷人,可惜他整头红发…」幸好见面之後,一拍即合。她徵求对方的同意,采集其口腔的DNA样本,进而得知他们拥有最顶尖10%的相容性。「我从不想要红发伴侣,认为自己不会喜欢,但其实我超爱。…这都在你的DNA里。」[1]

Netflix影集《真爱基因》

Netflix影集《真爱基因》(The One)讲述科学家发现有一种DNA检测,可以找到完美伴侣,於是数百万人踊跃尝试。以此营利的媒合公司执行长,却在事业爱情两得意之际,卷入一场谋杀案…[2, 3]

话说回来,本文第一段引述的并不是影集剧情,而是美国交友网站Pheramor的共同创办人兼执行长,接受德州医疗中心(Texas Medical Center)专访时的自白。[1]

真实的基因配对业者

影集《真爱基因》於2021年上映,然而在更早之前,就已经有业者开始提供类似的服务。以下是几个知名的例子:

基因配对的原理与目的

在考虑注册一般交友软体或网站的帐号之前,我们由最基本的动机,例如:纯交友、约泡、短期约会、长期恋爱,甚至是以婚姻为前提交往等,搜寻适合的平台。选择基因配对服务时,想清楚使用的目的,同样也是首要之务。同时,最好了解这些检测的功能,是否符合您的需求。有监於业界广告的项目繁多,单一基因触及的层面也相当复杂,以下只简单说明其中一小部份:

  • 人类白血球抗原(human leukocyte antigens,HLA),即人类的主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC):[15] 1995年瑞士Claus Wedekind教授等人,发现动物身上的MHC,会影响体现免疫特质的体味。排除避孕药干扰的情形下,女人喜爱的味道,通常属於与自己HLA差异较大的男人。[16] 2016年的德国研究,认为HLA相异者的结合,能带来令人满意的关系和性爱,以及强健的子代。[15]不过,2020年另一群德国科学家检视3,691对情侣後,觉得HLA对人类求偶的实际作用甚微。[17]
  • 血清素转运体(serotonin transporter,SERT)基因:编写蛋白质SERT的基因变异体5-HTTLPR,[18]是调节神经系统中血清素浓度的关键,与情绪控管有关。[19]
  • 催产素受体基因(oxytocin receptor gene):这种基因有几个不同的类型,2019年的美国研究指出,GG基因型的人合群、有同情心,且情绪稳定。他们或他们的伴侣,比AA或AG基因型婚姻满意度高。[20]
  • 多巴胺受体基因(dopamine receptor gene)DRD4:多巴胺带给人愉悦感,但相应受体迟钝的DRD4
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猫咪都比你懂物理!巴斯光年与他的物理喵喵

1995 年《反斗奇兵》(Toy Story[注 1] 上映,当年只有八岁的我看的当然是粤语配音,「太空战士,一飞冲天!」是电影中巴斯光年的着名台词。这句台词的英语原句是「To infinity and beyond!」,意思是「跨越无垠」,与粤语翻译稍为不同,但对小朋友来说「太空战士一飞冲天」[注 2] 却是更加琅琅上口。

27 年後《光年正传》(Lightyear[注 3] 正式把当年像个妄想症病人的巴斯光年背景故事放上大银幕,再次勾起许多大人们的回忆。而这次巴斯光年是个真正穿梭宇宙的太空战士,手上的终於不是「灯胆仔」[注 4] 而是真正的雷射枪,胸口上的按钮亦终於不是台词录音机而是隐形装置。

=============剧透警戒线=============

巴斯光年与伙伴们在电影中流落一颗充满危险生物的行星 T’Kani Prime,要回到地球就必须突破光速的限制。由於飞船的引擎使用由各种不同化合物合成的结晶,巴斯光年必须亲自测试不同组合,找出能让飞船飞得比光更快的结晶。

问题来了,每次巴斯光年的试飞虽然只有 4 分钟,但当他回到 T’Kani Prime 行星上,4 年的时间已经过去了。这是真实存在的物理效应「时间膨胀」(time dilation),当飞船以接近光速的速率航行,留在行星上的人所过的时间就会比飞船上的人过的更长。大家可能听过的「双生子悖论」(twin paradox)就是由此效应衍生的。

速度越接近光速,时间膨胀的效应就越大。巴斯光年花了十多次试航的时间也找不到正确的结晶(对巴斯光年来说只过了十多天,但对行星上的人来说已是 62 年),飞船一旦尝试突破 …

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泰瑞的颜色是真的!?——鸭嘴兽的生物萤光

在动画《飞哥与小佛》(Phineas and Ferb)中超人气角色——鸭嘴兽泰瑞/特务 P,可爱的外表加上宠物与特务的双重身分,使牠成为家喻户晓的大明星,鲜明的体色「泰瑞色」也蔚为风潮。

但你知道吗?泰瑞的颜色其实是真的!

动物界神奇宝贝——鸭嘴兽的二三事

鸭嘴兽是栖息在澳洲东部的半水生单孔目动物,而单孔目代表着具有长期独立演化的古老哺乳动物,虽是哺乳类但却会产卵;现存的单孔目动物仅存鸭嘴兽及针鼹,均为澳洲特有种。

鸭嘴兽通常为夜间活动,并依靠一套独特的表徵在黄昏、夜间和浑浊的水中,活动於弱光水生环境,牠们可以闭着眼睛游泳猎捕,使用机械感受及电感受来定位、感知水下猎物。鸭嘴兽的皮毛除了喙、脚和尾巴外,覆盖身体均匀且致密,可在水中起到绝缘的作用。

雄性鸭嘴兽的後肢长了尖刺并分泌有毒物质,在打架中会善用毒刺攻击,藉此争夺雌性,是目前为数不多的有毒哺乳类之一。

  • 延伸阅读:谁都别想惹鸭嘴兽:天上天下唯一有毒刺的哺乳动物──《毒特物种》

这些特徵已经让鸭嘴兽够特别了,现在又多了一样更令人惊艳的能力:生物萤光。

鸭嘴兽使出「生物萤光」!

生物萤光( Biofluorescence)是生物透过体内的萤光蛋白来吸收特定波长的光,然後发出另一波长的光。萤光蛋白吸收外来的能量,如紫外线,并发出萤光。

有一点还须特别注意:生物萤光与生物发光(bioluminescence)尽管都为发出萤光,但机制却有所不同,又以生物发光较为常见,如萤火虫、蓝眼泪(夜光藻)等;站上亦有许多关於生物发光机制的文章,欢迎读者阅读~!

  • 延伸阅读:朋友一生一起走,发光夥伴不常有!短尾乌贼和费雪弧菌的共生关系大揭密!——《我拥群像》
  • 延伸阅读:夏夜竹林里的小精灵「萤光蕈」──那些发光的菇菇们!

早期对於生物萤光的研究多半是在刺丝胞动物中发现,现今则观察到越来越多不同物种也有此机制,从无脊椎动物到鸟类再到哺乳动物,远比原先想像得还要更加普遍。

一切都是意外的发现?

2020 年 10 月期刊《哺乳类》(Mammalia)上发表了篇关於:鸭嘴兽在紫外光的照射下,会产生蓝绿色的萤光,这项发现也使得在生物萤光研究领域有一大进展。

研究团队在森林观察萤光的生物时,发现北美飞鼠在紫外线照射下肚子会发出粉红色的光,於是便前往芝加哥菲尔德自然史博物馆(Field Museum of Natural History , FMNH)进一步确认,他们将存放在馆内的飞鼠标本进行照射,证实牠们腹部的毛会散发粉红萤光,并将研究成果发表於《哺乳类》期刊。

在好奇心的驱使下,该研究团队试着用紫外光照射了自然史博物馆内,同为夜行性哺乳类的鸭嘴兽标本,意外发现鸭嘴兽的皮毛也会发出萤光!(以後出门都带着 UV 灯好了)

研究过程

研究团队详细检查了馆内的两个鸭嘴兽标本,分别为编号 FMNH 55559(雌性)和编号 FMNH …

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认识「弥漫性大 B 细胞淋巴瘤」,当心身体 6 大警讯

  • 作者/照护线上编辑部
  • 本文转载自 Care Online 照护线上《迎战弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL),细胞免疫治疗突破治疗困境,血液科医师图文解说》,欢迎喜欢这篇文章的朋友订阅支持 Care Online 喔
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60 多岁的张女士因为肺炎呼吸衰竭而插管住入加护病房,检查後赫然发现腹腔有颗巨大的肿瘤,对周遭器官造成压迫,经由切片诊断是弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(简称DLBCL, Diffuse Large B Cell Lymphoma),台北荣民总医院血液科王浩元医师回忆,虽然当时病患的状况不是很好,但在与家属详尽讨论後,决定开始积极治疗,因为弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(DLBCL)有机会可治癒。

王浩元医师说,「我们非常小心的调整药物剂量,让肿瘤逐步缩小,肺炎也顺利好转。患者转到普通病房继续接受治疗,成效相当不错,目前已经接近五年了,弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(DLBCL)都没有复发。」

「弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(DLBCL)的治疗目标是治癒!」王浩元医师说,「弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(DLBCL)不仅在第一线治疗就有 6 成治癒率,治疗反应不佳或复发的患者除了既有的拯救式化疗及干细胞移植外,今日更有免疫及细胞治疗可用,透过基因工程可让免疫细胞精准且持续歼灭癌细胞,提升顽固或复发型淋巴瘤的治癒率。」

源自免疫细胞的淋巴癌

淋巴瘤就是淋巴癌,源自「原本应该保卫身体的淋巴性白血球」转变为癌细胞。

淋巴瘤可分成两大类,「何杰金氏淋巴瘤」与「非何杰金氏淋巴瘤」,王浩元医师指出,如果是「何杰金氏淋巴瘤」的病理切片,在显微镜的视野下,癌细胞通常只有少少几颗,要很用力地寻找。相反的,如果是「非何杰金氏淋巴瘤」的病理切片,视野所见大多是癌细胞。

「非何杰金氏淋巴瘤」又可再依肿瘤的生长速度区分为病程较和缓的(indolent)与病程较快速的(aggressive)淋巴瘤,而弥漫性大 B 细胞淋巴瘤的癌细胞生长快速,病程发展迅速激进,若未及时治疗,病人可能在几周到几个月内就会有生命危险,所以及早发现与治疗疾病非常重要。

六大警讯,当心非何杰金氏淋巴瘤

关於非何杰金氏淋巴瘤的症状,一般会谈到「大 B 症状(B …

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Paxlovid能有效降低死亡风险吗?COVID-19口服药现况

  • 本文与台湾科技媒体中心合作,内文经泛科学改写。
  • 本文转载整合自台湾科技媒体中心《「living with COVID-19,新冠肺炎口服药现况」专家意见》《「COVID-19高风险患者用Paxlovid的治疗结果」专家意见》
  • 资料更新至 2022 年 5 月 9 日,完整文章请见上方连结

今年四月台湾宣布将走向「重症清零,轻症管控」:非放任病毒肆虐式「与病毒共存」(living with covid-19) 的控管疫情策略。 若需要达到「重症清零,轻症管控」的目标,医疗人员的支援与 COVID-19 药物的使用,将是关键手段,对於感染後容易导致重症的个案,也需要有抗病毒药物来治疗或预防恶化。

目前有哪些治疗新冠肺癌的药物?

目前首度获得美国 FDA 许可的抗新冠药物「Remdesivir」 (瑞德西韦),是透过抑制病毒的 RNA 合成酶达到药效。美国 FDA 更在近期批准,注射液剂型的 Remdesivir 适用於「出生 28 天及以上、至少 3 公斤」的婴幼儿染疫患者,成为首款婴幼儿的新冠疗法。

然而注射液剂型需要专业的打针技术,并非一般民众可居家自行使用,因此抗新冠口服药物的开发,各国一直都很重视。现行已通过美国 FDA 紧急使用授权(EUA)的抗新冠口服药物,有辉瑞公司研发的「Paxlovid」,以及默克(或称默沙东)公司研发的「Molnupiravir」(莫纳皮拉韦)。

而 Paxlovid 是由 Nirmatrelvir(奈玛特韦)和 …

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今年夏天绝不能错过——「搞笑诺贝尔奖世界展」首度登台!

你一定知道诺贝尔奖,但你知道世界上竟然还有搞笑诺贝尔奖(Ig Nobel Prize)吗?搞笑诺贝尔奖是对诺贝尔奖的有趣模仿,甚至还会邀请真正的诺贝尔奖得主来参加!

搞笑诺贝尔奖由美国的科学杂志《不可思议研究年报》的主编马克·亚伯拉罕斯发起,每一届都号称「第一届」,每次都会颁发十座奖盃给各领域中「无法被复制」或「荒唐到不应该再来一次」的研究者,颁奖要旨是希望让大家能够"先大笑,再思考"。台湾也有多位学者共襄盛举,并曾六度获奖,台湾立法院更曾拿下和平奖,其中原因竟然是因为他们以打架替代战争!典礼现场更是充满欢笑,让人佩服科学家怎麽一本搞笑做研究!

搞笑诺贝尔奖颁奖现场超搞怪!

  • 量身打造奖盃,每年都以当年获奖的研究为灵感,制作不同主题的奖盃!
  • 不值钱奖金,得奖者会获得比壁纸还不值钱的高额辛巴威币作为奖金。
  • 甜便便小姐,得奖者只有 60 秒的时间能发表感言,只要一超时,年幼的「甜便便小姐」就会大叫:「请停下来吧!烦死人了!」直到得奖者下台。
  • 全场乱飞的纸飞机,颁奖典礼中会安排一名背着一个红色靶心的人,让台下观众将手中纸飞机射向台上的靶心。

今年夏天搞笑诺贝尔奖世界展将首次登台!废到笑的研究与发人省思的成果,一次集结历届让人目瞪口呆的得奖研究及五大互动体验,让你一本正经的捧腹大笑!展区内充满更多脑洞无极限的幽默科学得奖,一定要揪朋友一起来涨知识。

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ㄎㄧㄤ到爆奖项抢先看

搞笑诺贝尔奖世界展将集结众多搞笑诺贝尔奖的获奖研究,其中有许多让人会心一笑的内容,像是鸽子也懂艺术?日本学者就曾做过实验,证明鸽子可以分得出毕卡索和莫内的画;在野外遇到熊怎麽办?只要穿上防熊装就不用怕;指甲刮黑板的声音经研究证实为世界上最让人痛苦的声音!

曾有科学家发明出可迅速变身防毒口罩的胸罩,并成功获得搞笑诺贝尔奖的公共卫生奖,其发明听起来很荒谬,但背後原因是胸罩是会随身穿戴的物品,能够在紧急时刻变成防毒口罩保护他人,符合了搞笑诺贝尔奖颁奖要旨「先大笑,再思考」,另外还曾有一年的「兽医学奖」颁给发现帮乳牛取名字,就能够增加产乳量的专家学者!以及最经典的猫猫是液体吗?也都存在於搞笑诺贝尔奖的得奖研究里!

  1. 鸽子也懂艺术?|连鸽子都分得出毕卡索和莫内的画!
  2. 野外遇到熊了怎麽办?|穿上防熊装,再也不怕!
  3. 动物也吃重口味!?|绿头鸭也有恋屍癖!?
  4. 用「屁」交流!|看看鲱鱼怎麽用放「屁」沟通!
  5. 逃跑闹钟|还想赖床按闹钟吗?闹钟本人跑起来给你追!
  6. 最讨厌的声音!|指甲刮黑板太邪恶了!
  7. 如何增加乳牛的产乳量?|不妨给牠取个名字吧!
  8. 胸罩变口罩|在突发的紧急状况时胸罩变防护口罩!?  
  9. 恐龙走路长甚麽样子?|在鸡的屁股装上一根棒子就知道!
  10. 猫是液体吗?|喵星人的猫体力学大解密!

五大互动体验,只有实验了才知道

展区现场将规划五种关於搞笑诺贝尔奖得奖研究的实际互动体验,让你能够化身为小小研究学者,一起来实际试试看、探讨世界上经典的搞笑研究!

  1. 吐司永远是涂奶油的那面先落地吗?
  2. 挑战「说话干扰器」!你能够坚持把话说完吗?
  3. 极高速烤肉!液态氧+木炭可以燃起多大的火花?
  4. 活性碳内裤过滤屁味?没有比较没有伤害
  5. 旋转吧!高速助产装置,离心力有助生产?

2022年最寓教於「笑」的展览,更多大开眼界的搞怪研究,就在国立台湾科学教育馆等你来刷新三观! 5/2-5/26早鸟$260限时抢购,购票请洽:https://kham.tw/t14cjEav

展览资讯

  • 展览名称:搞笑诺贝尔奖世界展
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近视眼的救星,「雷射手术」後看得更清——《科学月刊》

  • 作者/蒋维伦|泛科学 PanSci 专栏作家、故事专栏作家、udn 鸣人堂专栏作家、前国卫院卫生福利政策研究学者。喜欢虎斑、橘子、白底虎斑和三花猫。

Take Home Message

  • 近视是因为角膜或眼球变形,使眼球折射光线能力太强,焦点落在视网膜前方,所以无法获得清楚的景象。
  • 雷射治疗近视以达到减弱折射力为目的,主流术式有雷射原位层状角膜塑型术(LASIK)和微创角膜透镜提取术(SMILE)。
  • 经雷射手术後,患者视力可以回到配戴眼镜前的水准,散光减轻到轻度散光。不过术後最常见的副作用是乾眼症,因此手术前需和专业医护团队讨论。

你常觉得远处的景物看不清楚,总是要眯着眼看东西吗?这些都是近视的典型症状。近视通常在 6~14 岁之间出现,多数人於 20 岁後趋向稳定。目前尚未厘清近视出现的原因,但户外活动时间较长的儿童,近视的风险较低,不过仍不清楚是因为「看比较远」、「户外光线」,或「运动量较高」等因素所致。全世界的近视盛行率非常高,在美国,超过四成的人罹患近视,而东亚的一些国家,如台湾,儿童的近视率甚至达八成以上。

坏掉的摄影机

为什麽会近视?主要是因为眼睛的结构是透过「折射光线、将光聚焦在眼底的视网膜」来获得清晰的投影轮廓。所以当眼球变形(变扁)或角膜折射光线能力有问题(形状出错)时,光线聚焦的焦点会落在视网膜前方(图一),投影在视网膜时就会呈现模糊的轮廓,无法获得清楚的景象,此时称为近视。当你的近视度数愈深,焦点就会距离视网膜愈远。因此最简单的改善方式,就是加一块凹透镜(眼镜)来发散光线,进而调整光的路径,让光线重新聚焦在视网膜上。

切掉一点眼睛如何?雷射治疗近视的原理

既然近视是「眼球折射光线的能力太强」,那麽用刀削掉一点眼睛,这样可行吗?可以。

如前所述,近视是由於眼球变形或折射力太强,使光线焦点落在视网膜之前。目前无法矫正变形的眼球,因此调整光线折射路径,就成了最佳的治疗方式。而眼球负责折射光线的组织,为最前方的角膜和位置在後方些的水晶体(图一);而又因为角膜暴露在外,医师能用刀械直接削除,或是雕塑外型,所以角膜组织就成了外科手术治疗近视的最直接选择。虽然调整水晶体也能改善近视,但较不普遍。

最早,医生便是利用刀具削去角膜以治疗近视。 但需注意,削去眼球结构减弱聚焦能力,进而改善近视,仍不算是「治疗」。由於这个方法无法改变眼球的整体形状,因此眼球变形後,造成视网膜剥离等疾病的风险仍存在。

在雷射技术发明之前,医师会用层状角膜重塑术(automated lamellar keratoplasty , ALK)——微型刀械移除角膜组织,达到减弱折射力的目的,这种手术方式约盛行於 1980~1990 年代。直到雷射技术成熟後,才开始应用於治疗近视,雷射依原理和发展时程可分为雷射屈光角膜切除术(photorefractive keratectomy , PRK)、雷射原位层状角膜塑型术(laser-assisted in-situ keratomileusis , LASIK)、微创角膜透镜提取术(small incision lenticule extraction , …

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COVID-19 疫苗副作用——月经失调

电影《美人心机》(The Other Boleyn Girl)里,「王后不再流血了!」(”The queen no longer bleeds!”)这句直指王后停经的话,暗示着抢生子嗣,宫廷权斗的契机。随着时代演进,当今女性不见得都背负着为夫家传宗接代的使命,月经却依旧在性别政治和私人生活中,扮演重要的角色。也难怪不少女性总是以虔诚的心情,忠实记录定期的来潮。

月经失调是疫苗惹的祸?

自从 COVID-19 疫苗开打以来,世界各地不断传出虚实难辨的副作用灾情,月经紊乱不免也成了讨论的主题之一。及至目前为止,无论是卫福部疾管署网站的 COVID-19 疫苗介绍,还是台湾使用的各厂牌中文说明书,都没有提到月经问题,可见这原本或许不在疫苗开发团队的意料之中。更别说遇到月经迟来、早到,抑或是经血排放量改变的女性,第一时间未必会联想到是疫苗惹的祸。

2022 年 1 月美国妇产科医师学会《妇产科》期刊的研究,首先观察到 COVID-19 疫苗会稍微改变月经周期,但对出血的天数没有影响[注 1]。几乎同时,挪威公共卫生学会发表的论文,却认为 COVID-19 疫苗会缩短月经周期,增加或减少出血天数,以及增加经血排放量[注 2]。同月,《英国医学期刊》编者序,以英、美和挪威的统计数字讨论 COVID-19 疫苗扰乱月经的现象,假设二剂疫苗之间的间隔长度扮演了重要角色,并驳斥疫苗造成不孕的谣言[注 3]

尽管上述期刊和近来的媒体报导,让这些案例听起来像是新闻,人为介入免疫系统而导致经期混乱的现象,并不是第一次在历史上发生。

历史案例

在明代医家万全的医学着作《痘疹世医心法》中,提到:「女子种痘,经水忽行,暴暗不能言语。」有些学者望文生义,说这名十六世纪的妇女,因接种「人痘」(天花疫苗)而月经不调,即是免疫史上的第一个案例。但中研院史语所的研究员邱仲麟解释,「种痘」一词在明代是「出痘」的意思,因此与疫苗无关。

相较之下,现代医学的纪录就明确许多,没有争议。1913 年时,纽约有家医院施打伤寒疫苗的女性护理人员中,53% …

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颠覆过去发现!中研院团队首揭细胞「无合成分裂」登上《Nature》期刊

  • 文/中研院新闻稿

德国植物学家冯莫尔 (Hugo von Mohl) 在 1835 年首次观察到细胞分裂後,过去 180 年来,大家只知道两种细胞分裂方式──有丝分裂、减数分裂。透过制造新的细胞,让生物体的发育、生长与繁殖成为可能。

中央研究院 细胞与个体生物学研究所助理研究员 陈振辉团队 在研究斑马鱼发育时,意外发现另一种独特的细胞分裂方式,其分裂过程不需要进行遗传物质(DNA)复制,因此命名为「无合成分裂」,於今(111) 年 4 月登上知名国际期刊《自然》(Nature),并获专文推荐。

中研院 细生所 李奇鸿所长 表示,此研究颠覆过去百年来的细胞分裂发现,有助於後续对其他生物体进行深入探究,进一步了解其详细的细胞生理调控机制。

「细胞分裂」是所有生命的基础,长久以来,科学家认为细胞分裂方式有两种:

第一,体细胞(如皮肤细胞、肌肉细胞、干细胞等)要进行「有丝分裂」,1 个母细胞分裂为 2 个具有相同染色体数量的子细胞,让个体发育生长。

第二,生殖细胞则透过「减数分裂」,将母细胞分裂成 4 个具有一半染色体数量的子细胞(如精子和卵子细胞),有性繁殖才有可能发生。

首度发现体细胞进行「无合成分裂」:仅增生、无 DNA 复制 

陈振辉以斑马鱼为研究对象,长期深入探索生物再生过程的细胞和分子机制,研发多颜色活细胞标志工具(Palmskin),用上百种不同颜色来标志不同的表皮细胞,并能即时、高解析度追踪斑马鱼体表所有皮肤细胞的动态行为。

团队意外发现,当斑马鱼在个体发育的特定阶段,最表层的皮肤细胞──原被认为是不会分裂增生的体细胞,其单一母细胞竟然可以分裂 2 次,共产生 4 个子细胞,且这些子细胞皆不具有完整的母细胞 …

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跌入黑洞的瞬间,会发生什麽事?——《高手相对论》

黑洞

根据广义相对论,一个星体的质量愈大、自身的尺寸愈小,它对周围空间弯曲的程度就愈厉害。所谓「黑洞」,就是它把周围空间弯曲得实在是太厉害了,以致连光线都无法从里面出来。

从外面看,黑洞本身是一个黑黑的洞。但是如果黑洞附近有其他物质,比如星际间的气体或者带电的粒子,你会看到它周围有一个光圈。那些光来自带电粒子加速度运动产生的辐射。

而普通恒星、质量大体积小的中子星,以及黑洞对时空的弯曲程度都不相同。

与黑洞有关的知识,像史蒂芬.霍金(Stephen Hawking)的《时间简史》(A Brief History of Time)这类书已讲了很多,而你需要知道的只是一个概念:「事件视界」(Event Horizon)。

所谓事件视界,就是分隔黑洞内外的一条界线。事件视界以外,光至少还可以离开黑洞;而不管什麽东西一旦进入事件视界,就再也不能逃脱黑洞了。

现在,我们来思考一件特别有诗意的事情——掉入黑洞,会是一种什麽样的体验?

其他地方可不会带给你这样的感受。假设你前往黑洞,我坐在远处的太空船里看着你,因为强烈的时间膨胀效应,当你接近黑洞的时候,我会看到你的动作变得愈来愈慢。你会比我老得慢!

接近黑洞不一定就会掉进黑洞里,事实上,因为黑洞的尺寸往往比较小,想掉进去也不容易。你完全可以把黑洞当作一颗普通的行星,绕着黑洞转几圈,你完全是自由落体运动,不会感到任何不适。但是因为黑洞本身的重力场太强,把时空弯曲得太厉害,所以你转的这几圈,在我眼中可就太漫长了。如果你转两圈再回来找我,可能我已经老死,而你归来仍是少年。

但是,如果你觉得在周边转两圈不过瘾,想进入事件视界看看黑洞里面是什麽情况,那可就麻烦了。

在事件视界上,你的时间膨胀将会达到无穷大。

也就是说,当你跌入黑洞的时候,我看到的是你愈走愈慢、愈走愈慢,最後你的身影将永远停留在事件视界上。

我感觉到你再也不动了,你那一刻的形象永远都保留在我的世界中。你那一瞬间,是我的永恒。

但是时间膨胀是相对於我而言的,你自己不会感觉到这一点,你只会自然地跌入黑洞中。经过事件视界的那一刻,你不会有任何异样的感觉。黑洞并没有在边界线上为你举行欢迎仪式,你看到的黑洞内部也可以有光线,你眼中的事件视界内外没有什麽差别。

然而这是一条有去无回的路,你将会被黑洞杀死,但你不是撞到什麽地方摔死的,而是黑洞把空间弯曲得太厉害,可能你身体下半部分的重力会比身体上半部分的重力强很多,这个差异会把你撕裂⋯⋯。

我们无法直接观测到黑洞,但是我们可以从黑洞附近的星体运动方式判断它的存在。天文学家已经有充分的证据,在宇宙中找到了很多个黑洞。

有关黑洞的知识都是其他物理学家研究出来的,爱因斯坦没有回头看相对论带来的这场爆炸。他只想做最重要的研究,我们下一章再讲。


  • 数感实验室即将开设「数感宇宙探索课程」,填写调查问卷就能优先收到早鸟优惠!

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