Emma Teeling: 蝙蝠基因體的秘密

我現在希望你們 思考一下我將描述的這哺乳動物。 我跟你們描述的第一項特徵， 是牠對我們生態系統是必要的。 如果我們的生態系統缺少了這哺乳動物， 生態系統便不能運作。 這就是第一項特徵。 第二項特徵是出於這哺乳動物獨特的感官能力， 如果我們研究這哺乳動物， 會對我們的感官疾病有深入了解， 如失明和失聰。 而這哺乳動物的第三項奇妙特徵， 我絕對相信這是保持青春的秘密， 深入地埋藏在牠的脫氧核糖核酸(DNA)裡。 你們所有人都在思考嗎？ 如此看來， 這哺乳動物是隻很奇妙的生物，對嗎？ 在座各位誰想到是一隻蝙蝠？ 嗯，我看到有一半的觀眾認同我， 即是我有大量的工作去說服其餘的觀眾。

在過去的20年來， 我有幸地研究這些美麗迷人的哺乳動物。 世上五分之一的哺乳動物是蝙蝠， 牠們有很獨特的特性。 蝙蝠大約已在地球 六千四百萬年， 其中一項最獨特的特性 是蝙蝠會飛。 飛行是天性困難的， 懂得飛行的無脊椎動物只形成了三次： 一次是蝙蝠，一次是雀鳥， 和一次是翼手龍。 飛行十分消耗新陳代謝的能量。 蝙蝠學會並進化去處理這情況。

但蝙蝠另一個非常獨特的特點是 牠們懂得利用聲音去觀察環境。 牠們用回波定位。 現在，我說回波定位的意思是 牠們透過口或鼻，從喉頭發出一種聲音 這聲波發出， 聲音反射和回響到蝙蝠周遭的物件上， 蝙蝠聽到這些回音， 然後將這資訊轉化成聲像。 使牠們能夠在完全漆黑下定位。 的確，牠們看似很奇怪。我們是人類。 我們是有視覺的生物。當科學家第一次發現 蝙蝠其實是利用聲音令牠們能夠飛行 及在黑夜中定位和移動，我們不相信。 一百多年來，即使有證據顯示 這是蝙蝠的行為，我們都不相信。

現在，如果你看看這蝙蝠，牠有點像外星人。 甚至，很有名的哲學家湯瑪斯．內格爾曾經說： 「在地球上，要真正經歷外星人的生活， 你應該把自己和一隻懂飛及利用迴波定位的蝙蝠 鎖在全完漆黑的房間裡。」 如果你從這美麗的菊頭蝠的臉上， 看到牠的身體特徵， 你看到牠很多的身體特徵是用來 發出和觀察聲音。 大耳朵，奇怪的鼻葉，但很細少的眼睛。 再者，如果你只是看這隻蝙蝠， 你會發現聲音對生存很重要。

大部分的蝙蝠看起來像之前一隻。 但是，有一類蝙蝠不用回音定位法。 牠們不會利用聲音來觀察環境， 這類是狐蝠。 如果有人有幸地到過澳洲， 你會在雪梨的植物園看到牠們。 如果你只是看牠們的臉， 你可以看到牠們有更大的眼睛和耳朵。 所以利用感官觀察環境的能力 在蝙蝠間存在很大的差異。 這部分對我稍後會談及的演講 是重要的。

現在，如果這古怪的觀點令你害怕， 我也知道有些人看到蝙蝠的大圖像， 應該會感到噁心， 這不是令人意外的， 因為在西方的文化中， 蝙蝠被描繪成魔鬼。 實際上，當然著名的小說《德古拉》 由一個北方的都柏林人布拉姆．斯托克所寫， 應該為此負上大部分的責任。 但是，我亦認為這是由於 蝙蝠在夜間出現的事實， 我們不是很了解牠們。我們有點懼怕 跟我們察覺世界方法不同的事物。 蝙蝠經常等同某些邪惡的事件。 在恐怖電影中，牠們是行兇者， 如著名電影《夜翼》。 而且，如果你思考一下， 魔鬼經常有蝙蝠翼，而雀鳥，牠們通常 或天使擁有鳥的翅膀。

現在，這是西方社會，我今晚想做的是 利用中國傳統文化說服你們， 他們理解蝙蝠是 會帶來好運的生物，而的確， 如果你到中國人的家，你會看到這類的圖像。 這是五福。 中文字中的「蝙蝠」，聲音像中文字 「幸福」，他們相信蝙蝠 會帶來財富，健康，長壽，好德，平安。 而的確，在此圖像中，你看到這張長壽的照片 被五隻蝙蝠圍繞。 而我今夜想跟你會說 和證明給你們看至少三福 是代表著蝙蝠，如果我們研究蝙蝠， 我們會距離這些福更近。

那麼，財富--蝙蝠怎為我們帶來財富？ 現在，如同我之前所說的， 蝙蝠對我們的生態系統很重要； 令我們生態系統有效地運作。為甚麼如此？ 在熱帶的蝙蝠是許多植物主要傳播花粉的媒介。 牠們亦以水果為食物，牠們把水果的種子傳播。 蝙蝠負責傳播龍舌蘭植物的花粉， 而這在墨西哥中是數百萬元的工業。 所以的確，我們需要牠們 令我們的生態系統正常運作。 沒有牠們，這將會是一個問題。 但大部分的蝙蝠也是貪食的昆蟲掠奪者。 在美國，估計一個細小的大棕蝠族群， 牠們一年會吃 超過一百萬隻昆蟲， 在美國，現在 蝙蝠受到一種名為白鼻子綜合症的疫病威脅。 以很慢的速度遍佈美國， 毀滅蝙蝠的總數，科學家估計 因為蝙蝠的減少， 每年有1,300公噸的昆蟲存活在生態系統中。 蝙蝠在美國亦受到 風力發電廠的引力威脅。再者，現在 蝙蝠看來有點問題。 牠們即將--牠們光在美國 就受到極大的威脅。

現在這怎幫助我們？ 嗯，根據計算，如果蝙蝠消失了， 我們將必須用 殺蟲劑去除掉 吃掉我們農作物的昆蟲。 如果我們失去了蝙蝠，據估計，光是在美國， 一年就需要多耗用220億美元， 所以確實地，蝙蝠為我們帶來財富。 牠們維持我們生態系統的健康， 和節省我們的金錢。 再者，這是第一個祝福。蝙蝠 對我們生態系統很重要。

而第二福？健康又怎樣呢？ 在你身體裡每個細胞中有你的基因體。 你的基因體是由DNA組成的。 你的DNA是你的蛋白質代碼， 這些蛋白質使你成為現在的樣子。 由於現在先進的分子科技, 現在我們可以以很快的時間和很低的成本， 排列自己的基因體 現在當我們這樣做時，我們會發現 我們基因體中的差異。 所以我要你看看坐在你身旁的那位。 就很快地看一看，我們需要知道的是 DNA中每300個鹼基對，你們就有點不同了。 而在現今分子醫學中， 其中一個重大的挑戰是找出 這差異是否令你更容易患上疾病 或只是令你與其他人不同？ 再者，這代表甚麼？這差異其實代表甚麼？ 所以如果我們在未來幾年利用所有 在網上可以得到的 最新分子數據和個人的基因資料， 我們必須要能夠分辨出 這兩種的不同。而我們怎樣做到呢？

嗯，我相信我們只須看自然環境的實驗。 所以透過天擇，隨年累月， 阻擾蛋白質功能的基因突變 隨著時間而被淘汰。 進化充當過濾器。它篩走了不良的變異。 所以，如果你看已進化成不同種類 的哺乳動物的基因體中 的同一區塊， 且已經在生態上分歧，你會 更明白這個區塊進化前的狀況， 即如果這是對哺乳動物的生存重要， 則在所有不同的後裔、品系、分類中， 牠們的基因會一樣。 所以，如果我們要研究這個， 我們需要做的是將所有不同哺乳動物的基因組排序 以及確定它們是一樣或不同。 所以如果基因組相同， 這代表那區對某項功能是重要的， 所以某疾病變化會落在這區上。 所以在這情況，如果我們觀察的所有哺乳動物 在這區中有黃類基因體， 這大概代表這紫類基因是不良的。 有如你看看哺乳動物，牠們做的事有些微不同 這證據會更有力。 所以假設，例如，我觀察這區的基因體 是對視力重要的區域。 如果我們觀察那些視力不好的哺乳動物的基因組區， 如蝙蝠，我們發現蝙蝠視力不好 有紫類基因，我們知道這大概是 疾病的原因。

所以在我的實驗室，我們已透過蝙蝠 觀察出兩種不同的感官疾病。 我們觀察失明。現在為甚麼你要這樣做？ 三億一千四百萬人視力受損， 當中有四千五百萬人失明。所以失明是個嚴重的問題， 而有很多失明失調的問題都是遺傳疾病。 所以我們希望能夠 更了解哪種基因變化導致疾病。 我們也研究失聰。在每一千個初生嬰兒中， 有一個失聰，而當我們八十歲時， 一半以上的人會有聽力問題。 再次的，這是很多不同基因引起的。 所以在我的實驗室裡， 我們正在觀察這些獨特的感官專家--蝙蝠， 我們觀察基因中有缺陷 而引致失明， 當基因中有缺陷而引致失聰， 現在我們預測哪些區域最有可能引發疾病。 所以蝙蝠亦對我們的健康很重要， 令我們更明白我們的基因體怎樣運作。

這就是我們現在的情況， 但未來又怎樣呢？ 長壽又怎樣呢？ 這是我們將會研究的，如我之前所述， 我真的相信年輕的秘密 隱藏在蝙蝠的基因體中。 而我們為甚麼對衰老感興趣？ 嗯，真的，這是1500年代的一幅 有關青春泉源的畫。衰老在生物學中被認為是 其中一種最熟識，但最不了解的一範疇， 而真的， 自文明以來，人類一直找方法去避免衰老。 但我們將會更了解它。 只是在歐洲，到2050年， 60歲以上的人將會上升70個百分點， 80歲以上的人將會上升170個百分點。 當我們漸漸衰老，我們退化，這退化 對我們社會造成問題，所以我們要面對它。

而青春的秘密實際上怎樣 隱藏在基因體內？有誰想大膽地 猜測蝙蝠可以生存多久？ 誰--舉起手的人--誰說2年？ 沒有？1位？那麼10年？ 有些？那麼30年？ 40年？不錯，各有不同的反應。 這蝙蝠是布氏鼠耳蝠。牠是最長壽的蝙蝠。 牠的壽命長達42年， 這蝙蝠至今仍生存在野外中。 但有甚麼驚人呢？

嗯，正常地，哺乳動物中 體型大小，新陳代謝率 和你的壽命之間有關聯，如果知道某哺乳動物的體型大小 你可以預測牠可以存活多久。 所以一般而言，體型細小的哺乳動物很快很早便死去， 想一想老鼠。蝙蝠卻很不同。 如你看到的這圖表， 藍色代表所有其他的哺乳動物，但蝙蝠 超出預期的壽命9倍， 即使牠們有一個很高的新陳代謝率， 而問題是，牠們怎樣做到的呢？ 根據體型大小，有19類的哺乳動物中比預期 更長壽，比人類更長壽， 而其中18種是蝙蝠。 所以，牠們DNA中一定有點甚麼 減低牠們新陳代謝的壓力， 尤其是飛行。牠們的預期的能量 是同體型中的哺乳動物的3偣。 但似乎沒有受到其後果或影響。 所以現在，在我的實驗室，我們正在結合 先進的蝙蝠生物學，出外和捕捉 長壽的蝙蝠，以最新 最先進的分子科技來更了解 牠們怎樣來停止衰老，如我們一樣。 而希望在未來5年，我會再在TED講這題目。 衰老是人類的一個大問題， 而我相信研究蝙蝠，我們可以發現 令哺乳動物非常十分長壽的分子結構。 如果我們找出 蝙蝠怎樣做，可能透過基因治療， 我們可以同樣達到長壽。 這代表我們可能可以停止衰老或者返老還童。 想像這是怎樣境界。

所以我真的，我不相信我們要把牠們想像成 夜間飛來飛去的魔鬼，而是我們的超級英雄。 而現實是如果我們正確地看 蝙蝠可以帶來很多好處。牠們對我們生態系統有利， 牠們讓我們了解我們的基因體如何運作， 以及牠們有可能擁有保持青春的秘密。 所以今天晚上，當你離開這裡，你抬頭看 晚上的星空，你看到美麗飛來飛去的哺乳動物， 我希望你會笑。多謝。（掌聲）