《與達爾文共進晚餐》:世界唯一專門「演化」出來給我們吃的食物

我們想讓你知道的是
乳腺幾乎可以確定是由汗腺演化而來、具有特殊功能的腺體。他也正確推論出泌乳的古老起源。現在的遺傳學與生物化學證據指出,最早的哺乳動物大約在2億年前出現。包括鴨嘴獸在內,會分泌乳汁的動物全部具備了一群相同的基因,製造出基本成分相同的乳汁,這便是證據。
文:席佛頓
專門演化出來給我們吃的食物
我們可以確實說,乳汁是唯一一種專門演化出來給我們吃的食物。我們把這個演化的禮物和其他生物共享,製成了起司。製造起司時,乳汁中的一小部分能量給了那些生物,它們慷慨回報無窮的好味道。乳腺,以及有時從乳腺分泌而出的乳汁,對哺乳類所有新生兒的生存都無比重要,真不知道哺乳類的祖先在還沒有乳汁時是怎樣活下去的。我們對於任何適應,都可以提這個問題。
達爾文在《物種原始》中堅稱,天擇造成的演化是一種漸進的過程,大自然不會突然跳一大步,而是踩著小碎步,經過長久的時間,才造成顯著的變化。他認為漸變論是天擇演化的基礎,讓這個理論能夠接受測試,並且寫道:「如果有任何複雜的器官不是經由許多複雜、連續且細微的改變而造就的,那麼我的理論就完全失敗了。」
生物學家米瓦特(St. George Mivart)一直抓著這個句子攻擊達爾文的理論(他的名字是聖喬治,和傳說中的屠龍英雄一模一樣,或許因為這樣,覺得自己要有一樣的精神),指出古老祖先最早的乳腺應該還沒有發育完全,對於新生小動物來說根本沒有絲毫用處。他說:「有某個動物年幼的時候能夠活下來,是因為偶然間吸取了母親皮膚上偶然出現的腫大腺體所分泌的一滴液體,其中的營養成分還少得可憐,這種說法可信嗎?」好一個有著既定觀點的問題。
米瓦特年輕的時候支持達爾文的理論,但是在成為演化學家的過程中,由於本身在宗教上的信仰,他抗拒天擇的普遍性,也反對完全不含有上帝設計或指導的這個演化理論。1872年,達爾文在進行《物種原始》第六版(也是最後一版)的修改工作時,發現需要撰寫一章全新的內容,才能夠回答米瓦特的各種批評。
在這一章中,達爾文寫道:「所有哺乳類動物皆具備乳腺,其存在無庸置疑,且必在遙遠古時便已出現……」達爾文繼續說道,米瓦特質疑原始的乳腺對於後代的用處,這個問題其實並不恰當,因為當時已經知道,鴨嘴獸有類似的器官,年幼的鴨嘴獸會直接從母獸皮膚上的腺體吸取乳汁,皮膚上並沒有乳頭,鴨嘴獸幼兒不太可能出現米瓦特所說的那種問題。
鴨嘴獸是卵生的哺乳動物,這類動物稱為「單孔類」,人們認為牠們類似早期的哺乳動物。只有澳洲才有野生的鴨嘴獸,牠們在夜間活動,白天躲在地道深處。在1872年的時候,鴨嘴獸能夠生蛋這件事情,還只是沒有經過確認的謠言。如果當時達爾文就知道鴨嘴獸除了有原始的乳腺之外,還會生蛋,那麼他應該可以更用力強調這種動物是演化史上的孑遺生物,是哺乳動物產卵的祖先和後來具備完整乳頭的哺乳動物之間的過渡期。
就和達爾文當年的推測一樣,製造乳汁的腺體在結構上類似於皮膚上的汗腺,乳腺幾乎可以確定是由汗腺演化而來、具有特殊功能的腺體。他也正確推論出泌乳的古老起源。現在的遺傳學與生物化學證據指出,最早的哺乳動物大約在2億年前出現。包括鴨嘴獸在內,會分泌乳汁的動物全部具備了一群相同的基因,製造出基本成分相同的乳汁,這便是證據。所有的哺乳動物都得起源於一個共同祖先,這個祖先當時便有了完整的泌乳機制,才會出現後來這樣的狀況。由於泌乳機制本身很複雜,需要時間才能演化出來,因此起源的時間必定早於2億年前。這聽起來很矛盾,但是蛋比飛鳥更早出現,乳腺和乳汁也比哺乳動物更早出現。
乳汁含有罕見的乳糖
乳汁是一種特殊的液體,有兩種相輔相成的功能:提供營養,以及提供保護。營養來自於乳汁中的蛋白質、脂肪、糖類(乳糖)、鈣質與其他礦物質。保護來自於乳汁中的抗體,以及其他具備抗菌功能的酵素,這些成分在初乳中特別豐富。初乳是剛出生哺乳動物最早吸到的乳汁,其中也含有母親的免疫細胞。
乳汁中含有的碳水化合物,全都是罕見的糖類:乳糖,而不是所有細胞都能夠共通使用的葡萄糖。這種情況很少見,值得注意。哺乳動物為什麼要提供這種需要消化之後才能利用的碳水化合物給幼兒?如果乳汁中含有的是即刻便能利用的高能葡萄糖,對幼兒不是更好嗎?答案可能在於乳糖的獨特性質,具備了葡萄糖所缺乏的優勢。世界上到處都充滿想要大吃葡萄糖的細菌和酵母菌,只有幾種細菌能夠利用乳糖。想想看細菌或酵母菌感染了乳腺之後,會對母親和幼兒造成什麼樣的災難?
釀酒者利用了酵母菌無法讓乳糖發酵的特性,在啤酒中加入乳糖以增加甜味,製造出來的啤酒稱為牛乳司陶特(milk stout)。如果加的是葡萄糖或是蔗糖,酵母菌會把這些糖類轉換成酒精。
如果要用特殊的糖類餵養幼兒,會產生一個問題:幼兒需要特殊的酵素分解乳糖,之後才能加以利用。哺乳類的幼兒能夠製造乳糖酶來解決這個問題。當幼兒長大斷奶之後,乳糖酶便愈來愈少,最後身體不再製造這種酵素,因為沒有需要了。成年動物吃的食物中沒有乳糖。所以,哺乳類在小時候把乳汁中的乳糖當作能量來源,成年後卻通常無法消化乳糖。
人類成年後往往也無法消化乳糖。如果你有乳糖不耐的狀況,又吃了沒有經過發酵的新鮮乳汁,那麼可能會腹瀉、肚子疼,因為腸胃道的細菌會大吃這些乳糖,讓你的肚子漲氣。如果你能夠耐受乳糖,是因為你身上有一種對偶基因,讓你在成年後依然持續產生乳糖酶。這類突變的出現與散播,與個人的家族歷史有關。
把乳汁變成沒有乳糖的優格和起司
「Material Science for Good」啟蒙青年行動家的第一步,就從李長榮教育基金會獎學金活動開始!

我們想讓你知道的是
所謂青年行動家,其所具備的不僅只限於改變社會的口號或空想,而是能將個人的力量付諸實現,李長榮教育基金會獎學金活動號招青年學子發揮創意能量,將夢想進一步化為行動方案。
「教育是改變一個人的人生、改變一個社會最重要的動力。」李長榮集團總裁李謀偉表示,「我們希望鼓勵同學們,尤其材料、化學、化工專長的同學,做更多的好事情,我們這個行業(材料產業)可以解決世界上的很多問題。」
Material Science for Good,以創新技術為社會帶來正向改變
李長榮教育基金會歷年均以國際趨勢為主題和同學交流,第十一屆的獎學金營隊主題為「Material Science for Good」,李謀偉總裁親自說明主題發想,在一百多年前的19世紀,即使貴為國王,居所一樣沒有抽水馬桶、沒有電力能使用,生活十分不便;而現今人們擁有的舒適便利生活,是靠一百多年來材料科學的進步所成就。
“人類不知節制,將資源用到極限而帶來災難,災難發生時大家就說是材料科學、化學的問題,可是要解決這些問題,其實也是要靠材料科學。”

入選李長榮教育基金會優秀學生獎的學生除了能獲得獎學金支持外,也透過參與李長榮獎學金營隊,在活動中激發出自我潛能、拓展不同領域的視野與人脈。2022年第十一屆優秀學生獎學金即吸引到數百位化工、化學、材料、商管等相關科系學生報名,相當踴躍。
打造良性成長循環空間,與學生互相激勵
第十一屆獎學金活動共分為實體營隊、線上課程與分組提案競賽。李謀偉總裁笑說:「我們營隊是沒有考古題的!我們要找的是不同的觀點、不同的想法。」
實體營隊透過分組競賽培養學員成為「青年行動家」所需的五大關鍵能力,包含問題解決能力、領導力、團隊合作力、自由與紀律、創業家精神。每道競賽關卡皆充滿挑戰性,例如將學員分別限制不同感官運作能力,像是遮蔽視線、限制不能說話,讓學員透過其餘感官來熟悉彼此;或以「如何讓員工更彈性安排工作時間?」等實務題目為題,小組在五分鐘短暫討論後,遊說總裁或資深長官同意請求,考驗學員的溝通與談判能力。每項活動皆鼓勵學員發揮能力、建立團隊合作的默契,讓學員們彼此啟發成長。

許多學員皆表示在營隊活動中體會到團隊合作重要性、學習更多面向的思考觀點。學員林中冠分享,「每個人都有自己的專長跟缺點,在一個團體裡就是要強化大家的優點,解決彼此的缺點,來完成一件事情。」學員吳佳穎則表示:「想藉由活動認識更多不同領域的人、跟他們學習,在這裡發現大家都很樂於傾聽別人的意見,有想法也會立即告訴你。」活動中也安排李謀偉總裁與多位資深主管與學員們進行交流,透過不同世代的對談,雙方更激盪出多元觀點、在營隊的良性互動中皆能獲得成長的機會。
「青年行動家」找到可以付諸行動的實踐力量,進而做出實際改變
李謀偉總裁勉勵學員:「面對未來的各種變化,不只要思考如何超前部署、做好萬全準備,更要擁有利他的精神持續回饋社會,實踐企業公民的責任,這正是領導者的勇氣。」而第十一屆獎學金營隊的「青年行動家」提案競賽,讓學員能夠充分發揮利他精神與創新觀點。提案競賽以「我看到、我想到、我做到」為主軸,將學員分成小組,由各組邀請非營利組織合作,發掘社會中待解決的問題並設計解決方案,獲選最佳提案的組別,該小組合作的非營利組織就能獲得20萬元實踐費用,讓學員們的想法轉化為實際行動,進而擴大影響力。

李長榮教育基金會持續致力培育新世代專業人才
長期關注台灣化學、材料相關領域的李長榮教育基金會,除了舉辦優秀學生獎學金活動外,另外還有博士生獎助學金以及李謀偉科學論壇(Bowei Research Conference,簡稱BRC)等人才培育計畫,致力培育國內優秀學子,推動創新研究思維。
其中BRC論壇更是由李謀偉總裁與李長榮教育基金會楊賽芬董事長捐贈的學術交流活動,仿效美國戈登論壇(Gordon Research Conference),每年年初在台灣選擇遠離塵囂的處所,邀請全球化學、化工、材料領域諾貝爾獎等級的的頂尖科學家,在無壓力的環境下自由開放地進行學術討論、促進研究靈感的交流激盪。
BRC論壇被國際純化學和應用化學聯合會(IUPAC)副主席暨下屆主席、以色列化學學會會長Dr. Ehud Keinan看好有機會成為世界前四大化學論壇之列,義不容辭地自第三屆論壇開始從翁啓惠院士手中接下BRC科學顧問委員會主席的任務,更讓本地優秀研究生不需自費出國就能獲得國際級頂尖學者的建議與指教,為台灣的教育與研究灌注動力,藉此提供國內優秀人才與國際頂尖科學家交流的機會。
未來李長榮教育基金會也將持續推出各項計畫,提供更多舞台與培育資源給未來的青年行動家,將影響力種子種在每個學員心中,期許優秀青年能勇於以「For Good」精神為社會注入更多創新能量。

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