微生物搞怪學

微生物搞怪學 Small Wonders 目錄 4 開場白 微生物的好戲，不看白不看！ 8 第一幕 前情提要 10 微生物到底是什麼？ 14 DNA、基因定終生？ 21 微生物都在幹什麼？ 23 中場加映：讓你大吃一驚的蟲蟲關鍵報告 24 第二幕 主角隆重登場 26 請叫它實驗室之王！ 30 天涯海角，無所不在！ 36 黏成一團才是本性 41 超異能蟲蟲 46 中場加映：活生生的小熊軟糖 50 第三幕 各顯神通——微生物的移動特技 52 要活就要動！ 55 一枝水槍插在牛糞上 58 蟲蟲的恐怖滲透 61 歡迎搭乘噴嚏航空 64 自備輪子與螺槳 69 神奇的雙引擎推進系統 74 中場加映：吃細菌的逗點快俠 78 第四幕 爾虞我詐——微生物的搞怪生存伎倆 80 節能環保炸彈客 83 病毒細菌諜對諜 87 終極密碼戰 96 靈活應變小組 98 簡單就是最上策 100 世紀論戰再起 103 超級變裝大師 105 空氣裡有毒？ 109 中場加映：阿比阿弟的異想世界 114 第五幕 遠離Bug——無止盡的人與微生物大戰 116 人蟲俱滅？ 120 流感病毒變身術 124 病原菌的跨界大冒險 130 抗菌總動員 140 力挽頹勢之健康保衛戰 143 老祖母的保健妙方 147 中場加映：再會了，影子情人！ 150 第六幕 Bug與我——再搞怪都無可取代！ 152 不能沒有你！ 157 遺骸變能源 159 垃圾變不見 163 搶救未來大作戰 172 中場加映：蟲蟲駭客任務 176 第七幕 幕後直擊——精彩好戲的靈感來源 178 青蛙手術的啟發 181 巴斯德的勝利 186 急凍病毒 189 以身試毒論英雄？ 197 基因海尋寶 201 中場加映：虛擬瘟疫大恐慌 206 第八幕 安可！安可！——特別獻給愛動腦筋的觀眾 208 生命？非生命？由你裁定！ 217 有用？無用？沒那麼簡單！ 219 有害？無害？總之它們無所不再！ 222 微生物組成了我們？ 225 微生物可以操縱我們？ 230 尾場加映：特異新世代 236 映後交流 還沒出現的答案，一起來探索！ 241 誌 謝 243 名詞解釋 252 延伸閱讀

超異能蟲蟲 知名美國漫畫與電影「X戰警」（X-Men）裡頭的主角都是變種人，也就是說，他們的基因密碼發生變異，使他們擁有超能力，像是眼睛會發出具殺傷力的雷射線或是能控制天氣。基於某種原因，他們也可以到處飛來飛去，個個具有殺手般的體魄。 有夠酷的不是嗎？可惜，在現實生活中，基因突變還是無法抵抗物理定律，像是重力 。不過現實生活中的確會發生突變，只是大部分的突變都不利於微生物，這也是為什麼微生物會盡可能避免突變。 抗輻射奇異球菌（Deinococcus radiodurans, D. rad）或許是微生物中最接近我們所說的「超級英雄」的；當然，它可不是平白擁有「超級細菌」稱號的。抗輻射奇異球菌的超能力包括對輻射線的超強抵抗力、對冷熱與酸的防禦力，以及在外太空生存的能力。 抗輻射奇異球菌是在1950年代，在一間農業實驗室中意外發現的。當時實驗室裡的科學家正在幫一罐肉品殺菌，原本輻射線應該殺死裡頭所有的微生物，但是後來檢查時，卻發現罐頭裡的肉腐敗了，裡頭有大量的抗輻射奇異球菌生長。如果這是齣電影，抗輻射奇異球菌當時應該是身穿緊身衣，「哇哈哈哈哈」的得意大笑。 在往下讀之前，你得先有些概念：人類接觸到400到1000雷得 的游離輻射會死亡；大部分哺乳動物的耐受性也大致如此。不起眼的蟑螂對輻射的承受能力，是我們的十倍，真讓人歎為觀止；而在我們大腸中的大腸桿菌也一樣厲害。 此外，某種強壯的寄生蜂可以承受的輻射是我們的185倍。不過這樣的強度對抗輻射奇異球菌來說根本不夠看——就算是照射到150萬雷得的輻射劑量，抗輻射奇異球菌還是能長得很好，多照個幾次也沒關係。看吧，它們的確是夠資格得意的笑。 「魔鬼終結者」般的自我修復能力 抗輻射奇異球菌的超能力讓我們不得不思索：它們是怎麼擁有這種抵抗力的？擁有如此高的抵抗力，對它們有什麼用處嗎？ 上述的第一個問題目前仍在密切研究中，但是我們已經知道：游離輻射造成的傷害與死亡主要是因為細胞中的DNA受到損害。當DNA的雙股螺旋完全斷裂時，傷害最嚴重。 每種生物或多或少都擁有修復DNA的能力（在你身體裡有幾種系統一直在進行修復的工作；若是少了這些系統，幾個星期內你就會死於癌症）。而抗輻射奇異球菌同樣具有修復能力，而且比我們強大得多。 首先，抗輻射奇異球菌的DNA是以一種稱為「超環面」（toroid）的特殊環狀構造緊密連結在一起，假如DNA不幸受到傷害，斷裂的片段還是可以維持在原本的位置，不會四處游移（有點像是車窗使用的防震玻璃）；因此這些片段比較容易恢復原狀。 第二，一旦這些防震DNA完成它的魔鬼終結者特技，自我修復系統便會開始運作：每一隻抗輻射奇異球菌都有四到十組DNA，儲存在四個間隔中，隨時都只有一或兩組DNA呈活動狀態（使用中的DNA結構較開放，更容易受到損害）。每一組DNA自我修復一段時間後，就開始從一個間隔移動到另一個間隔中，細胞裡的修復酶便開始將DNA兩兩相互比對，利用彼此當模板進行修理。如此將損害較嚴重的DNA修復完畢，細胞就能繼續存活下去。 現在輪到第二個問題：這個複雜的修復系統對這種微生物究竟有什麼功用？從演化壓力來看，假如這個系統不能幫助抗輻射奇異球菌存活，它們就會被淘汰，無法繼續繁衍。只是，為什麼抗輻射奇異球菌會需要建立起那麼複雜的系統，來解決近代才會面臨到的輻射問題呢？ 處理微生物的問題時，問「為什麼」其實很難得到解答（你要去問誰？）；在我們把事情朝科幻的方向想像以前（比方說，地球從遠古時期就存在充滿輻射的地下洞穴，或是沉入海底深處的某個古文明有核反應器），比較合理的解釋是，這種自我修復機制是為了抵抗更普通的問題──缺水。 事實上，極度缺水對於DNA會造成跟輻射一樣的壓力與傷害。也許在很久以前，這個物種意外發展出能應付極度乾燥環境的機制，結果也意外讓它無懼於輻射的侵害。 請救救我們、還有地球！ 抗輻射奇異球菌沒有將這些能力用在邪惡的地方，反而扮演超級英雄的角色。它們不傷害人類與其他動物，只是平靜的生活在土壤之中，甚至還能幫助我們清理掉開發過程中製造的混合廢料。 誠如您所見，微生物吃任何東西。它們甚至吃人造的化學物質與塑膠，這對我們來說是一大福音，因為我們對於自己製造出來的廢物與汙染束手無策。假如我們能找到一種喜歡吃化學廢物的微生物，我們便幫自己與地球環境解決了一大難題。因此，生物修復（bioremediation）這個研究領域近來變得相當熱門，在第6幕會有進一步解釋。 過去數十年來，某些國家熱中於快速製造大量核武，也因此累積了大量的混合廢料，裡頭包含具有毒性與放射性的廢物。這些高危險的化學物質儲存在容器裡，十幾年後開始逐漸滲漏、汙染周遭的土壤與水源。人類真是可悲啊！ 現在光是美國就有一百多處這種廢料場，我們也許可以利用能分解有毒化學物質的微生物來清理這些地區。但是它們在開工之前就會死於輻射線下。 好在如今有了救星，那就是抗輻射奇異球菌！科學家目前正試圖從能夠進行生物修復的微生物（它們是以毒物為食的超級微生物）身上取得基因，然後植入抗輻射奇異球菌體內。假如成功的話，將是解決核廢料這種棘手問題的好方法。 最後還有一點，之前曾經提過，抗輻射奇異球菌非常能夠忍耐真空狀態，所以可以經由流星或太空船之類的，來趟太空之旅。這表示我們得小心處理發送到其他星球的東西，因為地球上的微生物很可能會汙染那兒。某些研究人員甚至進一步指出，說不定其實在很久很久以前，某種類似抗輻射奇異球菌的古老微生物，從遙遠的某個星球，搭乘隕石降落在一顆沒有生命的星球上，然後開始繁殖與演化——說不定，地球上的生命就是這麼來的。 當然，真實情況也許不是這樣，但不管地球萬物的身世之謎如何，超級英雄還是超級英雄。 （摘自本書第2幕 主角隆重登場）

開場白 微生物的好戲，不看白不看！ Q：嗨！這是什麼書啊？ A：談微生物的書。 Q：什麼？ A：微—生—物。細菌、病菌之類肉眼看不到的生物。 Q：喔，天吶！我快遲到了！抱歉先走一步…… A：少來了……別那麼緊張，這本書很有趣。 Q：可是裡頭談的都是科學，一定有一堆圖表和有的沒有的東西吧？ A：裡頭沒有表格。 Q：那曲線圖呢？ A：也沒有。 Q：方程式總會有吧？ A：也沒有。喔，有一個，是1＋1等於多少，我的答案不是2。 Q：注腳呢？ A：十幾個。文章免不了有注腳。注腳就像是原文的寄生蟲，出奇不意從文章裡冒出頭來。不過，這些注腳不是一般那種注腳，你看了就知道。 Q：裡頭該不會提到很多數字吧？ A：多少有一些。第一幕的結尾我會提到好幾個大數目。別擔心，這些數字不會造成你的困擾。 Q：你剛剛說，這是一本談病菌的書？ A：沒錯。 Q：我看過一部電影是說…… A：等等，你該不會是要說——實驗室製造出一種基因改造的超級病毒，這種病毒卻流入外界。感染病毒的人，幸者暴斃，不幸者變成行屍走肉般的怪物。人類面臨空前浩劫，該何去何從？我還在等，哪天電影公司拍一部片，主角是高大英俊、勇敢機智的病毒，最後還贏得美人心。這種電影才精采呢！不過，兩種劇情一樣科幻。 Q：所以，這本書談的不是可怕的疾病？ A：才不是。談到疾病無可避免，但我盡量保留空間來談其他重要議題，像是性、打嗝的綿羊、政治、黏滑骯髒的東西、火箭燃料、基因、電腦，還有未來世界，諸如此類的東西。喔，對了，還有蟾蜍，每到下雨天，牠們就會在你腳邊跳來跳去，跟注腳一樣討厭。 Q：你會在裡頭提供養生訣竅嗎？ A：一兩個。如果你是頭牛，裡頭有更多訣竅是給牛的。 Q：還有什麼有用的資訊在書裡嗎？ A：幾乎沒有。在第3幕裡，我會提到一些投資建議，可是不怎麼樣。你要的話可以參考。 Q：那麼，為什麼我要讀這本書？ A：有些事情，你要讀過這本書後才會知道。 Q：哪些事情？ A：讓我告訴你吧！一開頭，我們要談的東西，盡萬物之奧妙，無人能解。 Q：是生命的起源嗎？ A：不是，是板球對抗賽。

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