科學家發現「水熊蟲」缺水也能活過來的秘密

我們想讓你知道的是
「地表最強」的水熊蟲為何在缺水的環境也能夠生存?近日有科學家發現了牠們這個秘密。
被稱為「水熊蟲」的緩步動物門(Tardigrade),是一類小型動物,身長半毫米,牠們在面對極端環境時會「玻璃化」進入隱生狀態(cryptobiosis),停止新陳代謝,待環境適宜時再復甦。實驗顯示牠們能夠抵受極端低溫、高溫、高壓、對人而言致命的游離輻射,甚至可以在缺水、真空的狀態下存活。
一直有科學家研究這種「地表最強生物」,希望了解牠們如何在極端環境下存活。去年有日本科學家從水熊蟲身上發現一種基因,能夠產生保護細胞DNA減少受X光破壞的蛋白質。
耐旱機制新發現
至於耐旱方面,有科學家猜測牠們利用海藻糖(trehalose)來生存,因為一些生物是靠海藻糖來在缺水環境下生存。不過有些耐旱的動物似乎不靠這種糖,而且水熊蟲是否使用海藻糖亦成疑問——有研究顯示水熊蟲只有少量海藻糖,亦有研究未能在所有品種的水熊蟲身上發現海藻糖。
科學家過往亦發現,不同品種的水熊蟲在面對缺水環境時,存活率並不相同,差別在於乾燥的速度。而且如果水份流失得太快,所有水熊蟲都無法活過來。這個結果顯示,水熊蟲需要時間去製造一些保護物質,以回應環境變化。
日前在期刊《Molecular Cell》上發表的一篇論文指出,其實水熊蟲是靠一種無穩定構型蛋白質(IDP)來回應極端環境,並發現了有關基因。
尋找水熊蟲「異能」基因
研究人員首先檢視當水熊蟲變乾時會啟動有哪些基因,從中列中一些「候選基因」,當中有些會製造水熊蟲特有的多種IDP(研究人員稱之為TDPs)。
為了測試水熊蟲是否需要TDPs來抵受乾旱,研究人員利用RNA干擾技術,抑制水熊蟲身上的有關基因,再進行實驗。結果發現,在有水的環境下牠們存活率不受影響,但在脫水狀態下存活率明顯大受影響,顯示TDPs對於水熊蟲在缺水環境下生存非常重要。
以往有科學家認為,水熊蟲耐受各種極端環境的能力,最初源自牠們可以在脫水狀態生存。這種稱為「交叉耐受性」(cross-tolerance)的現象在不同生物上亦有相關研究,但未有共識。
研究團隊也嘗試測試水熊蟲有沒有「交叉耐受性」,他們研究水熊蟲在冷凍環境下的狀態,發現在冷凍過程中製造的蛋白質有別,而且抑制了有關基因後未有大幅降低其存活率,顯示水熊蟲面對不同環境的存活機制之間,關係比過往認為的小。

發現或有助儲存疫苗
論文提到,很多關於隱生現象研究的目的,是辨別能保護重要生物物質的蛋白質及分子。研究團隊為了測試TDPs是否好的保護物質,他們改造了一些酵母和細菌,使其可以製造其中一些TDPs,並比較其在缺水環境下的表現。
由於當中有些基因會減慢生長速度,研究人員排除了這些基因。實驗結果顯示,數種TDPs足以令酵母乾燥耐受性提升近100倍,在細菌上亦有類似作用。研究人員希望今次的發現,能夠成為未來研究的基礎。
除了讓我們更了解水熊蟲外,這項研究有甚麼用途?其中一位論文作者Thomas C. Boothby 表示,科學家未來可能使用TDPs去保護疫苗及其他藥物,使其在脫水狀態下可以於室溫保存,無須冷藏,方便運輸和儲存。
沒有參與是次研究的德國生物學家Ralph O. Schill認為這項發現很重要,他表示希望看到在不同品種的水熊蟲上進行類似實驗,因為不同品種的水熊蟲在面對乾燥過程的反應可能有別。
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資料來源︰
- Tardigrades Use Intrinsically Disordered Proteins to Survive Desiccation ( Thomas C. Boothby et al. 2017)
- The Secret of the Crazy-Tough Water Bear, Finally Revealed (Wired)
- How a Water Bear Survives, Even When It's Dry (The New York Times)
- How One Of The World's Toughest Creatures Can Bring Itself Back To Life (NPR)
當風水成為我們的語言——跟著風水名師的腳步,重訪全球知名景點

我們想讓你知道的是
無論古今中外,能夠永傳不朽的建築物,除了奠基於各地深厚的⽂化底蘊,和當時重要的哲學思考之外,其實也都依循著天⼈地合⼀理念,觀察當地的環境與氣候、為了服務使⽤者的需求⽽建設。
江名萱老師深入研究風水的契機,可以說是因為旅行所帶來的啟發——在旅行至北京故宮的時候,對於整個建築群落的方位、形狀、位置等都遵循著青囊經的原理所設計,有著強烈的感觸。
因此,原本就熱愛旅行的江老師,帶著強烈的好奇心和求知欲,走訪世界,考察各地的建築物。他發現,能夠永傳不朽的建築物,除了奠基於各地深厚的文化底蘊和當時重要的哲學思考之外,其實也都依循著當地的環境與氣候、使用者的需求而建設,和江老師順應自然的風水概念不謀而合。例如巴黎的聖母院、印度的泰姬瑪哈陵等建築,都能在天人合一的設計下,達到一種平衡、和諧的效果,並且更好地利用自然的能量。
與天對話:巴黎聖母院
「建築物的存在,是要為裡面的人所服務。所以,所謂好的建築風水,其實是應天、應地、應時、應人制宜。」因此,雖然我們可以看到聖母院中央的玫瑰窗,是一個非常強大的風水符號,代表光明、能量和生命力;聖母院的塔尖,也象徵著穩定、領導力,以及上達天聽的請求。但更重要的是,屬於宗教建築物的聖母院,為所有信仰著神的人們,所帶來的莊嚴、平靜感受。「聖母院營造出非常強烈的和諧的氛圍,你可以想見當時的設計師,在設計這個建築物及其所創造出來的空間時,所有的考量都是為了讓人的內在可以安靜下來、與天/神對話。」江老師指出。

巴黎聖母院建築風格是哥德式建築,它的建造開始於1163年,耗時超過200年。教堂的尖頂屋頂,不只是融合了各種藝術風格的幾何美學,更代表著天地宇宙之間的聯繫。這種尖頂建築形式,在古代被視為智慧和神聖,有向上流動的能量。象徵著天空和地球之間的聯繫,連接聚集天地宇宙之間,讓整個建築物更加神聖,充滿生氣和活力,並為⼈們帶來好運和幸福。
在古代文化的哲學中,太陽代表著宇宙和自然界的秩序、生命和創造⼒、上帝神性力量等等。所以在建築的設計和規劃中,必須要考慮季節的變化,和太陽的位置,以確保光線在建築空間中,可以達到最佳的利用。聖母院的三扇玫瑰花窗,被認為是世界上 最美麗的玻璃藝術品之⼀,當你走進聖母院中,透過玫瑰花窗所照進來的彩色光芒,加上吟誦詩歌的聲音,還有焚燒香料所產生的煙霧,體現了像是引導人們的心靈,通往宇宙智慧神性的力量,彷彿可以治癒和平衡我們的身心。
「整體而言,巴黎聖母院的每一項設計、每一處細節,都讓人感到非常平靜。」江老師又補充道:「這就是好的風水,所帶來的能量。」
深埋於地的愛:泰姬瑪哈陵
談完了聖母院,江老師又繼續分享她在泰姬瑪哈陵的經歷。「如果聖母院是一棟與天對話的建築,那麼泰姬瑪哈陵想要傳達的,則是一份深埋於地的愛。」位於印度的泰姬瑪哈陵,不只是印度文化的代表性建築,也是世界文化遺產之一。泰姬瑪哈陵始建於1632年,耗時約22年完工,在建築風格上,它結合了印度傳統建築和伊斯蘭建築的元素,以白色大理石為主要建材,建築外牆有細密的浮雕和嵌花紋飾,表現了印度文化的細膩和精緻。在陽光照耀下,白色大理石的建築散發出耀眼的光芒,展現出浪漫、華麗的氣息,「但是當你走進泰姬瑪哈陵之後,除了感受到它的莊嚴、神聖之外,還有一份濃烈的愛情。」江老師說道。
蒙兀兒帝國的第五代皇帝沙賈汗,和他的妻子慕塔芝.瑪哈王后深深相愛,即使沙賈汗要前往戰爭的最前線,慕塔芝也會相伴在旁,兩人感情十分深厚。但令人惋惜的是,慕塔芝在1631 年的征戰途中難產而亡,沙賈汗在悲痛之餘,承諾為她建造天上人間、無與倫比的美麗陵墓——泰姬瑪哈陵。

這座象徵沙賈汗畢生激情和財富的美麗紀念物,每年吸引了成千上萬的國內外遊客前來參觀,感受這份愛情的真切。「剛才講到聖母院有尖塔,我們可以注意到,泰姬瑪哈陵的屋頂也是尖頂,同樣象徵著天空和地球之間的聯繫。皇帝沙賈汗希望透過泰姬瑪哈陵向上連接,跟他⼼愛的瑪哈王后能夠永恆緊密在⼀起。」泰姬瑪哈陵在風水上還有一個特點,就是利用水池來達到陰陽平衡的作用。「水是陰性的象徵,而白色大理石所建造的陵墓則是陽性,因此,水池的存在可以平衡建築物和自然環境之間的陰陽能量,創造出和諧的能量和氛圍。」除此之外,江老師也認為在像印度這樣炎熱的地區,利用水池的清涼氣息,撫平人們的情緒、創造安定氛圍,進而幫助人們減輕壓力、放鬆身心。因此泰姬瑪哈陵也是一個「應天、應地、應時、應人而制宜」而建成的建築典範。
傳世六百年之作:北京紫禁城
紫禁城是中國古代明、清兩朝24位皇帝的居所,建於明成祖永樂4年(1406),於永樂20年(1420)完工。占地面積72萬平方公尺,建築面積約15萬平方公尺,是世界上現存規模最大的宮殿型建築,整個建築群給人威嚴而神聖的感覺,是皇權的象徵。雖然紫禁城至今已有六百多年的歷史,但依然保持著它的輝煌和美麗,其中風水的佈局,是紫禁城能屹立不搖至今的重要因素之一。
當年永樂皇帝在建造紫禁城的時候,他要求紫禁城建築佈局形狀和方法,都要符合風水學中的宇宙觀,以及天地人萬物合一的理論。因此,紫禁城的主要建築,都建在南北的中軸線上,這代表著能夠吸收天地間的能量,東西方向的建築物較少,是為了可以利用南北向的通風和自然循環,達到環境的舒適感。
以紫禁城太和殿的設計為例,這個皇帝接近朝臣的宮殿,不僅考慮到太陽的位置、建築物的形狀、360度的方位等等,還有周遭的水源、水流、風向、陽光以及山水環境、生活機能等多個面向。例如太和殿的正門面向南方,就是為了要確保日照充足,可以為太和殿帶來更多的光線和暖氣。而在正午時分,陽光會直射在皇帝的龍椅上,讓這裡充分地接收滿滿的太陽能量。
青囊經中提到:「明地德,立人際,因變化,原始終,此謂之化成。」紫禁城風水設計,是創造出一個巨大的立體空間,裡面有陰陽、南北、前後、東西、左右、內外、動靜、虛實,是因為建築師/設計師能夠將這些元素完美的連結起來,因此成就了永垂不朽的紫禁城。而整個紫禁城的建築群,也因為與自然環境融為一體,呈現出一種高超的的藝術美感。
「如果我們回到600年前,紫禁城建造之初,想必是永樂皇帝將想法、理念,與設計者溝通之後,所誕生的結果。他們當初的偉大理想是什麼?風水方法又是什麼?在整個建造的過程中,永樂皇帝和設計者之間的信任也是非常的重要。作為皇帝,永樂皇帝必須展現領導者的遠見和決策力,但又必須給予設計者充分的自由和支持。讓他們充分發揮自己的才華和創造力。如此一來,才能共同完成這件舉世無雙的建築作品。」江老師補充道。
「風水的學問,是全世界共通的,我們東方有陰陽五行術數之源的《河圖洛書》,西方也有由四元素和以太所對應而形成的梅塔特隆立方體。」建築設計最精彩、也是最核心的表現,就在於它如何讓人心的空間、建築的空間、自然的空間、宇宙的空間,互相連結滲透,能量循環不已。對江老師來說,無論古今中外,這些能夠矗立千百年之久的建築物,都是能順應著自然的脈動、四季的變化,讓建築引導著宇宙、自然的能量,為身在其中的使用者所服務,同時創造出最適合使用者的安適環境,使用者自然能夠感到心神平靜,從而展現宏大的精神面貌。江老師也相信,風水的千年智慧,是值得我們現代人細細研究、推廣的一門學問。