2014年7月31日 星期四

肥胖必然等於不健康嗎?

兩隻胖老鼠之中,去除掉ho-1基因的老鼠相對於另一隻胖老鼠來得健康。
相片版權:JOHANNES FABER
原文作者/ Priyanka Pulla (Science Magazine)
翻譯改寫/ Gilver    

在現代的觀念裡,肥胖經常被當成不健康的體態,因為它經常帶來糖尿病、心血管疾病等慢性疾病。不過,科學家注意到在肥胖者族群裡,有一小撮的人雖然肥胖、卻可以胖得健康。這些人可能藏著預防第二型糖尿病的關鍵。

關於肥胖健康者的生理狀態,內分泌學家Ravi Retnakaran認為他們正處於一個邁向代謝疾病的過度態;在2014年也有一篇研究14000位韓國籍代謝正常的受試者,在他們的動脈裡發現早期血管阻塞沉澱形成的跡象。而最近,維也納醫學大學的科學家Harald Esterbuer最新的研究報導則宣稱他們可能找到與胖而不病有關的蛋白質,稱做HO-1蛋白(全名為 heme oxygenase-1,血紅素氧化酵素)。

HO-1蛋白能夠抑制(suppress)發炎反應,特別是在第二型糖尿病的例子裡,HO-1蛋白能抑制胰島細胞被高濃度養份刺激分泌胰島素。科學家研究44名健康肥胖者和6名健康的人,發現44名健康肥胖者中,27名出現胰島素耐受性的初期症狀,而這正是第二型糖尿病的早期跡象;另外17名健康肥胖者對胰島素的反應則正常;然後,科學家檢測這兩組健康肥胖者的HO-1蛋白在組織內的含量,發現前者的HO-1蛋白含量是後者的兩倍。這支持Retnakaran的觀點:肥胖健康者可能處在一種步入不健康的生理狀態。

接著,科學家又針對HO-1蛋白的基因進行操作實驗。在第一組裡,實驗老鼠的HO-1基因被去掉(knock-out),再給牠們吃高熱量的食物,結果發現牠們在攝食後,增加的體重和一般的老鼠並無不同,對胰島素的敏感性也維持正常;在第二組實驗老鼠,則是過度表現HO-1基因,結果牠們出現了胰島素耐受性,亦即第二型糖尿病的前兆。

在未來,科學家將對HO-1基因進行更多的研究,從生理學的角度探討HO-1如何造成發炎反應,才有機會知道是否能夠利用它避免肥胖者罹患第二型糖尿病。這篇相關研究發表《Cell》期刊上。

2014年7月5日 星期六

蛾表示:燃料廢氣麥來亂

FLORIS VAN BREUGAL, ART IN NATURE PHOTOGRAPHY
原文作者/ Priyanka Pulla (Science Magazine)
翻譯改寫/ Gilver    
科學家一般認為蛾跟狗都是屬於嗅覺靈敏的生物,能夠在遙遠之地憑藉氣味尋找到他們想要的食物。但最新的一篇研究指出:汽車廢氣的某些成分,可能會干擾蛾類覓食。

科學家利用風洞噴送各種氣味,包括他們的主食美國曼陀羅花(sacred datura)的香味,混合在常長在曼陀羅旁的蒺藜(creosote)以及一些燃料揮發物作為「背景氣味」,測試菸草天蛾(Manduca sexta)是否仍然能精準的找到氣味源。由蛾類用來偵測氣味的觸角突(antenna-lobe)反應訊號結果比較發現,這兩種類型的「背景氣味」都使得菸草天蛾尋找曼陀羅花香的行為受到干擾,可能是因為這些氣味化合物多具有類似的苯環結構,使得蛾類難以分辨它們的差別。

類似的情形無獨有偶,在蜂類也有發現。或許我們可能會覺得,被干擾了就找下一朵就好啦?但對這種把許多熱量都花在振翅飛翔的小昆蟲來說,寶貴的能量每分每秒可是都在消耗呢!

掉進滅絕漩渦,就回不去了

685640_1曲紋唇魚。圖片版權:Taiwan Wiki
上圖這隻臉看起來憨乎乎的海中大傢伙,是俗稱「蘇眉魚」的曲紋唇魚(Cheilinus undulatus),因其經濟價值而遭受過度捕撈、導致數量過少,已於今年七月正式被列入《保育類野生動物名錄》,成為禁捕的魚種。可能有人會認為:有總比沒有好吧!牠們再生更多小魚出來不就好了嗎?然而,跟大自然有關的事情,往往不是三言兩語就能概括,也不總是如人類所想的這麼簡單。一旦某個物種的族群量小到某個程度,就可能會落入「滅絕漩渦」(extinction vortex),萬劫不復。

族群 & 遺傳多樣性的概念


要談什麼是滅絕漩渦,首先要定義一下所謂的「族群」(population)。「族群」指的是某個時空之下,相同物種生物所組成的群體,例如「金門的緬甸蟒」、「合歡山的玉山杜鵑」或是「牆內的第104期調查兵團」。在同一個族群裡,雖然大家都屬相同物種、遺傳基因組成大同小異,但這些「小異」之處卻是維繫整個族群存續的重要元素。在生物學上,這被稱作是生物族群基因庫的「遺傳多樣性」。
小丸子班相
我們可以想像,在一個班級裡有各式各樣的同學,高矮胖瘦各有不同,也各有各的專長,這就是遺傳多樣性的展現。如果同一族群裡的成員體質或技能多樣性越高,未來遇到未知的挑戰時,有些傢伙能夠存活下來的機會就越大,使得整個族群不至於完全毀滅。此外,遺傳多樣性高還有另外一個優點,就是可以減少近親交配的機率,避免讓不良隱性性狀的基因表現,造成近交衰退(inbreeding depression)的問題。

那麼,什麼是滅絕漩渦呢?

55.10滅絕漩渦的示意圖。圖片版權:Pearson Education
滅絕漩渦是保育生物學及生態學上,用以描述某一生物族群邁入滅絕風險的連鎖效應,通常發生在個體數目少的族群中。如果族群量(population size)也就是族群的個體數目持續下降,一旦低到某一程度,就有極高風險落入滅絕漩渦,使得整個族群邁向難以挽救的衰亡,這個族群量的門檻稱為「最小可存活族群」(minimum viable population)。
隨著時間過去,近親交配以及遺傳漂變(genetic drift)的影響漸大,使得遺傳多樣性降低。於是,大家變得越來越像、族群內個體的同質性越來越高,個體適應能力越來越差,繁殖成功率越來越低,死亡率越來越高,族群量一年比一年少。最後,族群在滅絕漩渦中終結,再也回不去了。
12975002414957在帛琉、馬爾地夫等發展潛水觀光事業的海洋島嶼國家,蘇眉魚在當地可是珍貴的金雞母,觀光客可是掏錢潛水去看牠的相形之下,台灣竭澤而漁的做法與殺雞取卵無異。對於這些瀕危的物種,比較適當的做法應該是先求評估,若族群量容許才制定適當的利用規範,而不是趁這些稀有的生物被列入保育前瘋狂捕抓,事後才來想怎麼復育。保育若不及時,一旦落入滅絕漩渦,事後再怎麼努力也是枉然。
此文章亦刊載於 泛科學PanSci