像動物的原生生物：原生動物類 The Protozoa

生物學的歷史86

1.       動質體門Kinetoplastida的原生生物有鞭毛和偽足。動質體門是原生生物的最大族群，它區分為二個亞門：鞭毛蟲flagellates （鞭毛蟲亞門Mastigophora）–有鞭毛，和阿米巴蟲amoeboid protozoan （肉足蟲亞門Sarcodina）–有偽足。

2.       一般認為這二個族群是近親，因為有些「鞭毛蟲」會經歷「阿米巴蟲」階段，同樣地，有些「阿米巴蟲」成長過程會經歷「鞭毛蟲」階段。

3.       鞭毛蟲亞門是所有原生生物中最原始的，而且看起來有些（或者全部）原生生物族群是從它們演化而來的。許多生物學家相信，鞭毛原生生物也是多細胞植物與動物的祖先。

4.    生物學家認為鞭毛蟲在演化史上扮演關鍵角色，這是有理由的；大部分的高等生物有機體，在他們的生命週期中，都曾經歷鞭毛階段；只有三個族群完全沒有鞭毛階段，分別是被子植物、松果植物（裸子植物）和蕈類。

5.       少數的鞭毛蟲單細胞獨立生活在鹹水或淡水中，但是大部分是在高等植物與動物的體內共生。例如，在白蟻的腸胃系統裡有好幾種鞭毛蟲，它們跟白蟻的腸胃系統一起消化纖維質。

6.       偽足的功能是移動和進食。一般為人熟知的「阿米巴」原生生物，是在淡水水域中生活的的物種，屬於阿米巴類Amoeba和多變形蟲類Pelomyxa，它們都有偽足。

7.       這些偽足都很大，有圓而鈍的頂端，功能是移動和透過胞吞作用覓食。

8.       在肉族亞門裡還有好幾種原生物族群會分泌外殼來保護自己。這些外殼通常非常細緻繁複，可用來當成物種鑑定的特徵。肉足綱外殼的偽足通常通常薄而尖銳；偽足的外頭會分泌黏液來捕捉獵物。

9.       放射蟲radiolarian和有孔蟲foraminiferan，這二種肉足綱族群，在地球的地質史上扮演重要的角色。它們在海洋中的數量非常非常地多，死掉之後，它們的殼就變成海底泥的重要成份。

10.   「有孔蟲」的外殼含有鈣，是2500到4500公尺深海洋泥土的主要成分，海底更深的軟泥，主要是由含矽的「放射蟲」外殼組成。

11.   大部分石灰岩和白堊是有孔蟲的外殼堆積而成的，放射蟲的外殼則形成含矽的岩石。

12.   纖毛蟲是構造最繁複的原生生物。纖毛蟲是原生生物「門」同質性最高的族群，纖毛門內的所有成員都來自於共同的祖先。

13.   在原生生物中，纖毛蟲最的特色是有二個細胞核：比較大的大細胞核，控制細胞的新陳代謝；1個或1個以上比較小的細胞核，主管生殖，也會成長成大細胞核。這個族群包括有名的草履蟲Paramecium。

14.   如同它們的名稱所暗示的，纖毛蟲有無數的纖毛，這些纖毛可幫助纖毛蟲移動。它們擁有原生生物中最細緻的器官，用「超級細胞acellular」來形容是最恰當的。

15.   例如，草履蟲有特化的口腔管和咽喉，這些食器透過纖毛拍打把食物顆粒吸進身體，它們也有固定的肛門口，把不能消化的廢棄物透過食物液泡排泄出去。

16.   像蕈類的原生生物。原生生物界有好幾種像蕈類的有機體，構造的複雜度屬於原生生物，以討論原生生物主題來說，我們將只討論其中三個族群：孢子體sporozoan、黏菌slime molds、水黴菌water molds。(翻譯編寫Carol H. McFadden, William T. Keeton的《Biology-An Exploration of Life生物學》)

徐弘毅：

1.       連最微小的生物都能清楚觀察、比較與正確分類，這就是「理性」。科學、哲學的目標就是訓練人類的理性。

2.       公元前540年至公元前480年，出生於以弗所的赫拉克利特Heraclitus，本是王位繼承人，但由於他熱愛知識甚於政治，因而把他的王位讓給了他的弟兄。他的學說根植於畢達哥拉斯的和諧主義概念，他因為善於用隱喻的方式表達自己的思想，而被稱作謎一樣的人。

3.       當波斯人包圍了以弗所人的城邦時，城裡的人仍過著奢侈的生活。不久生活資源就匱乏了。於是他們集會討論怎麼辦，但沒有一個人提到節儉。就在大家集會時，赫拉克利特帶著大麥麵和水坐在市民旁邊吃。以弗所人終於明白了，於是紛紛散去。

4.       波斯國王大流士，得知赫拉克利特是個極有智慧的人，於是派人前往以弗所邀請赫拉克利特去波斯宮廷，許以高官厚祿。赫拉克利特回答說：「我有一種對顯赫的恐懼，我滿足於我的心靈所有渺小的東西，因此我不能到波斯去。」

5.       相對於博大的心靈，也許權勢才是最渺小的東西。

6.       愚蠢者的共同之處，就在於對優秀者的嫉妒和蔑視。

7.       有人問赫拉克利特健康的重要程度。赫拉克利特說：「如果沒有健康，智慧就無法表露，文化就無法施展，力量就無法戰鬥，知識就無法利用。」

8.       有人問赫拉克利特，對於人類而言，世界意味著什麼？赫拉克利特說：「這個世界對於一切存在物都是一樣的，它不是任何神，也不是任何人所創造的，它過去是、現在是、將來也是一團永恆的活生生的火，按照一定的分寸燃燒，按一定的分寸熄滅。」

9.       有人問赫拉克利特，過去的事情能否更改？赫拉克利特回答說：「人不能兩次踏進同一條河流。」

10.   有一次，赫拉克利特在看到有人談起戰爭時極為迷惑。他就說：「戰爭是萬物之父，亦是萬物之王。它證明這一些就是神，另一些是人；它也讓一些人成為奴隸，一些人成為自由人。」

11.   有人問赫拉克利特，海水是潔淨的還是骯髒的。赫拉克利特說：「海水最潔淨又最骯髒。對魚來說，它是能喝的和有益的；但對人來說，它既不能喝又有害。」

12.   有人問赫拉克利特，一個人的思想到底有沒有底？赫拉克利特說：即使你走完了每一條路，也不可能找到思想的盡頭。

13.   思想是無邊無際的，因此每個時代都有哲人產生，每個哲人都帶來新的知識，刺激人類的思考，帶給社會活力。

原生生物界（真核細胞） The protistan Kingdom

生物學的歷史85

1.       大約20億年前，地球上唯一活著的有機體就是單細胞的原核生物（沒有細胞核）。大約18億年前，演化出第一批真核有機體，稱為原生生物。

2.       它們是單細胞的、獨立或群聚的真核有機體，雖然其中有些是多細胞生物，但是這些多細胞的真核有機體組織，分化得很少（例如，像植物的多細胞海藻，沒有特化的器官組織）。

3.       雖然有些原生生物族群很像動物，有些像植物，還有一些像真菌，不論他們是不是單細胞、群聚、或雙細胞，它們都許多共同的特徵：是真核的、缺少組織分化的（沒有特化的組織或器官）。

4.       雖然我們應該把原生生物按照演化要點分為三部分：動物、植物、真菌，但是這些分類從許多方面來看都是人為的（暫時這樣定義）。

5.       像動物的原生生物：原生動物類protozoa。一般都會說，原生生物是單細胞，但是一個原生單細胞生物的活動模式，就像是一個完整的有機體。除了沒有分化出組織器官，它們擁有跟器官一樣的胞器。

6.       我們必須認知，原生生物的複雜度，遠超過多細胞有機體的一個單細胞，是一種超級細胞acellular有機體，意思就是，有機體的身體結構跟一般的單細胞不一樣。

7.       各種棲息地都存在原生生物，包括海洋、淡水、土壤、或其他有機體的身上，事實上，只要是潮濕有水氣的地方就有原生生物。他們是異營的heterotrophic（無法自行合成能量；自營生物，指的是像植物這類能行光合作用的生物），他們消化吸收小食物顆粒或細胞。

8.       大部分的原生生物是獨立活動的free-living，但是有些是共生的commensalistic、互利共生的mutualistic或寄生的parasitic。

9.       原生生物通常用「液泡vacuoles」消化吸收食物顆粒。他們沒有特別的器官來做氣體交換，就用細胞膜當作交換氣體的介面。

10.   許多種原生生物都有「收縮液泡contractile vacuole」，主要功能是排除多餘水分；部分含氮廢氣也可透過收縮液泡排出，但是大部分的含氮氣體，例如氨，是利用擴散作用從細胞排出去。

11.   原生生物的活動，是靠偽足或纖毛、鞭毛。繁殖後代方式有時是有性生殖，有時是無性生殖。

12.   原生生物可分為二大族群：動質體門Kinetoplastida、纖毛蟲門Ciliata。它們有機體的結構非常相似，但是應該不是近親；目前這二個族群的關係還不是非常清楚。(翻譯改寫Carol H. McFadden, William T. Keeton的《Biology-An Exploration of Life生物學》)

徐弘毅：

1.       生物的歸類要達到二個目的，瞭解它的歷史，預測它的未來。

2.       各種原生生物，被歸為同一類，是因為它們彼此的親屬關係最密切，它們有共同的祖先，都是從原核細胞（細菌、古細菌等）演化而來的。

3.       原生生物（真核細胞）與祖先「原核細胞」最大的差異是，演化出細胞核膜，這代表它們的基因受到更多的保護，細胞內各種器官的分工更細膩，生存能力更強。

4.       原生生物，依據族群彼此的差異性，又分為三類：像動物、像真菌、像植物。從這三類可以推測它們的未來，或高等生物的過去歷史。

5.       例如，像植物的藻類與高等植物都有葉綠素，我們就依此推論，某些藻類後來演化成高等植物，目前的藻類可能仍持續往高等植物的方向演化，或目前的高等植物是從藻類演化而來。

6.       另外，我們也可以從原生生物彼此會互利共生的生態，推測高等植物的葉綠體很可能就是在過去演化史中，某些原生生物互利共生而來。

7.       用細胞膜當作交換氣體的介面，也是許多高等動物特化出來的呼吸器官的特徵。

8.       《明儒學案》薛瑄，山西省河津縣人。薛瑄奮發追求大道，精思力行，隨時與經書上的道理相互印證，一有不明白的疑難，常常整夜都睡不著覺。

9.       薛瑄為學，注重苦學力行，將文章詞藻放在次要地位，曾經親手抄錄「性理大全」一書而通霄不眠，遇有心得就記載下來。

10.   那時，公卿大臣見到宦官王振都要跪拜行禮，只有薛瑄獨自站著拱手為禮。王振心中非常氣忿，故意買通了小人，設計陷薛瑄入罪，關在獄中，準備處以死刑。薛瑄雖然無辜遭受大難，可是在獄中卻照樣讀書，如平常在家一樣。

11.   《讀書錄》：宇宙之間，日月運行，四季變化，終久不息；我們人活著追求生命，也應當終身學習大自然的運行變化，自強不息，只要心中有片刻懈怠的念頭，就是一種墮落。人心有一息之怠，便與天地之化不相似。

12.   人的內心是時時刻刻都在活躍著的，而它思念的如果不是合於天理的理性事物，就一定會淪於自私的打算，而不可能既不屬於天理也不屬於自私，而在那裏中立著。

13.   凡是聖賢們所著作的書籍上，所記載著的道理，都只是一種學說罷了，至於天地間萬事萬物中所實際包涵著的，都是那些道理的所在，聖人們只是憑著他們的智慧，體會出萬事萬物中的道理，將它們用語言文字記載留傳下來，好讓我們後人容易知曉明白。

14.   一種道理的學說，就一定有表現這種道理的實際事物，我們求學的人，一定要有能力透過這些語言文字的表面，看到它們背後的真實才行。

15.   當我們有機會要教導別人的時候，一定要看對方的程度如何？所說的道理比對方已經了解的高一到二個層次，對他最有幫助，如果一下子說的道理層次太高，對方現有的程度，根本無法理解，就好像小孩子還不會走，就要他學跑一樣，將使得對方失去依據，而不知所措了。教人言理太高，使人無可依據。

細菌的抗藥性

生物學的歷史84

1.       微生物會造成好幾種疾病症狀。有些疾病是因為微生物的數量太龐大，帶給宿主身體組織很大的負擔，以致於干擾宿主身體的正常機能；另外一些疾病是微生物數量太大，摧毀了宿主的細胞與組織；還有些疾病是因為真細菌製造有毒物質，稱為「毒素toxins」。

2.       細菌製造的毒素，有可能是「外毒素exotoxins」，這是由活的細菌釋放到宿主組織的毒素，例如，白喉和破傷風；或者是「內毒素endotoxins」，這些毒素儲存在細菌細胞裡面，只有在細菌死亡或分解的時候，才會把毒素釋放到宿主身上。

3.       「細菌」會逐漸對「抗生素」產生「抗藥性」。我們知道「抗生素」能干擾「微生物」的某些生理活動。因為「真細菌」是「原核細胞」，與我們身上的「真核細胞」不同：許多「抗生素」能夠抑制「真細菌」的活動，而不傷害到病人身上的真核細菌。

4.       然而，微生物也可能通過自然天擇篩選，而對「抗生素」產生抗藥性：真細菌身上若有某些基因，可製造不怕抗生素的「酵素」，那麼這種細菌暴露抗生素之下，就擁有天擇優勢，不但會存活，還會大量繁殖。

5.       因為就是那些不怕抗生素的細菌物種，通過考驗，活下來繁衍後代，因此它們所生的後代細菌都有抗藥性的特徵。

6.       細菌的抗藥性已經變成嚴重的問題了。舉例來說，1950年代的淋病，只要用10萬單位的盤尼西林就可以治療好，到了近代，劑量變成需要數百萬單位，並且出現對盤尼西林有完全抗藥性的淋病細菌。

7.       為什麼抗藥性的問題這麼嚴重？其中一個原因是，數年來抗生素被濫用得太厲害。抗生素藥物被用來治療各種疾病，從一般的感冒到流行性感冒，而這些疾病是病毒所引起的，抗生素其實沒有用。

8.       另外一個抗生素的主要用途在家畜的生產。美國製造的抗生素，有一半被拿去餵動物吃，特別是肉牛、豬和家禽。動物們吃了添加抗生素的食物會長得比較快，這讓抗生素添加物變得很有經濟價值。

9.       很不幸地，大量使用抗生素，讓動物身上的細菌，演化出對抗生素的抗藥性，而這種失衡直接報應到人類身上。

10.   讓問題更惡化的是，細菌的抗藥性基因在細菌的「染色體」或「質體plasmids」上。特別是在質體上的基因，能透過細菌之間的「接合conjugation」，傳遞抗藥性基因，結果，很快地許多細菌都染上了抗藥性。

11.   舉例來說，根據統計，住在我們腸道的正常細菌，大約有一半革蘭氏陰性細菌，對一種或一種以上的抗生素有抗藥性。所以，過度使用抗生素，伴隨而來的細菌抗藥性，已經造成我們未來的重大健康危機。(翻譯改寫Carol H. McFadden, William T. Keeton的《Biology-An Exploration of Life生物學》)

徐弘毅：

1.       物競天擇，適者生存。

2.       細菌的抗藥性，是人類濫用抗生素「人擇」的結果。

3.       造成細菌抗藥性的第一個原因是，人類對各種疾病濫用抗生素，使得入侵人體的細菌，具備對抗「抗生素」的基因，成為生存下去的天擇條件；

4.       少數擁有對抗「抗生素」基因的細菌，因為具備天擇優勢，而大量繁衍，取代了沒有對抗「抗生素」基因的細菌，物種之間的競爭，加速消滅無法對抗「抗生素」基因的細菌，產生更多抗藥性細菌。

5.       第二個加速細菌抗藥性的原因來自於食物鏈。人類對家畜大量使用抗生素，然後再吃掉這些家畜，使得抗生素透過食物鏈累積在人體內。

6.       人類身體充滿抗生素，對抗「抗生素」成為細菌在人體內生存的基本天擇條件，於是同樣的歷史再次上演，只有具備對抗「抗生素」基因的細菌才能生存下去，而物種競爭的結果，又加速淘汰無力對抗「抗生素」基因的細菌，最後絕大部分的細菌都是有抗藥性的。

7.       第三個加速細菌抗藥效性的原因是，細菌本身是原始生物，跟高等生物必須透過繁衍後代才能使基因突變不同，細菌在沒有繁衍後代的情況下，還會用「接合」的方式，彼此交換基因，使得抗藥性基因擴散，產生更多抗藥性細菌。

8.       這場大戰最後的結果，抗生素完全被細菌的抗藥性基因打敗，就像恐龍被哺乳類動物打敗一樣，人類再也不能倚賴抗生素來對抗致病的細菌。

大部分的細菌是益菌

生物學的歷史83

1.       一般人對細菌的印象是，細菌是有害的、會讓人生病的，但事實相反，有益的細菌遠多餘有害的。

2.       例如，某些細菌的固氮作用能幫助土壤肥沃，細菌是食物鏈中非常重要的分解者，它們不但分解廢棄物、避免屍體堆積，也把某些像蛋白質這類物質，轉換成其他生物可以使用的東西。

3.       植物和動物的生命都仰賴細菌的活動，如果沒有細菌，各種營養素的循環就會打結。我們的腸道也有細菌，可以合成人體所需的維他命，也可以幫助消化某些東西。人如果服用大量的抗生素毀滅了腸道細菌生態，接著就會產生各種腸胃毛病。

4.       在許多工業生產上，細菌是非常重要的東西。製造業發現，用細菌合成某些物質，比他們自己用化學的辦法來合成，來得容易，而且便宜。用細菌大量製造的商品有：醋酸、丙酮、丁醇、乳酸和許多種維他命。

5.       細菌也可以用來處理亞麻和大麻纖維，製造亞麻布，或其他布料、繩索。皮件商品的處理也經常用到細菌，煙草加工也是。

6.       有許多食物產業需要用到細菌。對很多日常用品來說，細菌扮演關鍵角色，例如，奶油、優格和各種起司，例如，瑞士起司的特殊風味，就是來自於細菌製造的丙酸。

7.       農人在製造餵牛的青草飼料時，也會用到細菌。而且用細菌取代殺蟲劑，來殺死害蟲的農業技術也正在發展中。

8.       在製造抗生素的時候，會用某些真細菌來控制其他真細菌，這是格外有趣的作法。我們現今所用的抗生素藥物，大多是用真細菌製造的，或是可以從細菌中找到。這些藥物包括「鍊黴素streptomycin」、「四環素tetracycline」、「枯草菌素bacitracin」、「新霉素neomycin」。

9.       最新的發展是，細菌（例如E.coli）成為基因工程的運輸工具，製造出大量的酵素或其他產品，例如胰島素；應用的方法是，先從其他有機體身上複製基因，然後輸入細菌宿主身上，來製造產品。

10.   有些真細菌會造成疾病。說起來，最有名的真細菌，應該是那些造成人類、家畜植物生病的細菌。我們平常說的「細菌germs」，有可能是指「細菌」，也可能是指「病毒」（有些時候是指真菌、原生動物protozoans、或寄生蟲）。

11.   細菌會造成疾病的觀念，最早是在19世紀由巴斯德Louis Pasteur提出的，雖然一開始被嘲笑，但是很快地頂尖科學家與醫生都支持他的看法。

12.   真細菌對人類造成許多種疾病，包括 鼠疫bubonic plague、霍亂cholera、百日喉diphtheria、梅毒syphilis、淋病gonorrhea、痲瘋leprosy、猩紅熱scalet fever、破傷風tetanus、肺炎tuberculosis，以及

13.   傷寒typhoid fever、百日咳whooping cough、細菌性肺炎bacterial pneumonia、細菌性痢疾bacterial dysentery、腦膜炎meningitis、鏈球菌性喉炎strep throat、瘡boil、膿種abscesses…等等。真細菌也同樣造成其他動物與植物的種種疾病。(翻譯改寫Carol H. McFadden, William T. Keeton的《Biology-An Exploration of Life生物學》)

徐弘毅：

1.   細菌是好的，還是壞的，不需要太主觀，只要加以瞭解、分析，尊重物競天擇的法則，有智慧地運用知識，傳授知識，改善自己與社會大眾的生活品質。

2.    《老子道德經》天下皆知美之為美，斯惡已。皆知善之為善，斯不善已。所有的人如果都知道美的標準，那就知道什麼是醜惡的；所有的人如果都知道什麼是完善的標準，那就知道什麼是缺漏的。

3.   故有無相生，難易相成，長短相形，所以，行政管理與學術理論要互相比較，才能產生效果；上流社會複雜的學術文化，要跟平民簡單的意識形態、想法互相參考比較，才能夠整合；程度好的人所設定的各種高標準，要與程度較差的人所能做到的實際情況，互相參考比較，來調整進度；

4.    高下相傾，音聲相和，前後相隨；社會階級高的權貴，要與社會階級低的平民，互相比較差異，才能合作，穩定社會發展；遠大的理想與高道德價值，要能夠與社會大眾溝通，得到民意支持，彼此參考比較，推動政策才會平和，不會發生激烈的衝突。權力分配要比較清楚彼此權責差異，領導者負責邀集全國最優秀的人才擬定政策、推動法案，技術官僚全力克服種種困難，力求執行成效，這樣社會就會有秩序。

5.    是以聖人處無為之事，行不言之教，所以，了不起的領導人以「無為的態度」來處理所有的事情。所謂的「無為」就是先讓人理解事情的對錯，事情在比較之下自然出現的優劣的選擇。

6.       「行不言之教」讓百姓自然而然地體會自己與別人的對與錯。

7.    萬物作焉而不辭，生而不有，為而不恃 重視自由、民主、人權、教育，讓市場依據它的自由機制發展，讓社會公平競爭。推動所有的政績，但是，不作個人形象包裝；促進工商社會發展，但是自己不會趁機包工程、圖利自己的派系。有實際的社會貢獻，但是不驕傲，不會干涉專業意見，也不依賴過去的光環。

8.       功成而弗居，夫唯弗居，是以不去。事情作成功了，但是不居功，把功勞歸給專業團隊與人民。就是因為人不居功，沒有光環負擔，才會謙卑地繼續學習，才有能力幫助社會繼續穩定發展，這樣，有一天人民成熟了，自然體會到研究成果、政績的價值，才會懷念。