【發燒新鮮事】麥田上又見大圓圈！ 【本月焦點】　2003年全球50大科學人 【科學小字典】何謂「外遺傳」？ 【曾志朗專欄】社會生活基因A、T、G、C

◎麥田上又見大圓圈！2004/1/2 一圈又大又模糊的圓環，座落在德國革塞克附近一塊平坦的麥田上。它是胡鬧的研究生所搞出來的傑作，還是外星人再度降臨？都不是，這次發現的，是史上最早的天文台！

◎放葉子一馬 2004/1/6 秋天的樹林呈現出橘、紅、黃等讓人眼花撩亂的色澤，對人類來說是美不勝收的景色，但對於食葉動物來說，卻可能是樹木發出的警告！

◎兩秒一杯生啤酒 2003/12/30 倒啤酒有什麼難嗎？倒太快，泡沫會太多﹔倒太慢，沒有泡沫不過癮。要倒得快，泡沫又不會太多，可就難了！為了讓顧客別等太久，現在，啤酒商竟然發明了快速倒啤酒的機器。看來等不及要喝啤酒的人有福了！

◎ 2003年全球50大科學人 Scientific American再次從全球科技領袖中，依照研究、企業和政策方面，選出2003年表現傑出的50大科學人，獲選者有個人、有團隊，也有公司或機構。他們貢獻，包括科學上的突破，科技產業的創新，以及公共政策的制定，為人類描繪出未來的願景！

◎ 區分人種，有意義嗎？ 你的黑頭髮黑眼珠，都已寫在基因裡；然而，你的基因裡還有許多訊息，並沒有一一呈現在你的外表。人們慣以外表來區分「人種」，但是，那些隱藏在皮膚底下的訊息，就沒有值得了解之處嗎？

◎ 重返月球 美國布希政府是否正在籌劃新的登月計畫？國際評論已從太空科學延伸到政治議題！月球到底有何值得人類探索之處？她還有什麼不為人知的秘密？

•外遺傳（epigenetic）︰ 指DNA之外可以遺傳給下一代的訊息因子。大多數的遺傳特徵，是由DNA上的蛋白質編碼基因所傳遞。不過，另一套寫在DNA序列外頭化學標籤上的獨立編碼，對於生物體的健康一外貌也有戲劇性的影響。對於某些隔代遺傳以及只影響同卵雙胞胎之一的疾病，外遺傳編碼可能提供解釋。而比起DNA序列，外遺傳的組件應該會更容易受到藥物的修改。（資料來源︰科學人2004年1月號〈看不見的基因組（下）：超越DNA之外〉） •生物探勘（bioprospect）︰ 尋找自然界中，能把生物量轉換為成酒精燃料，或是能改善動物飼料、提高水果蔬菜的製汁量等的微生物。（資料來源︰科學人2004年1月號新聞掃描〈提煉綠色金礦〉） •東方海（Mare Orientale ）︰ 位於月球表面的最西邊，外觀上像是一個環狀的靶子，是月面最顯著的大形特徵之一。（資料來源︰科學人2004年1月號〈重返月球〉） •花粉化石（fossil pollen）︰ 完整保存於沉積層或池塘、湖及海底的花粉粒，藉由分析每一個沉積層的花粉粒，可了解沉積當時植物生長的種類，進而推知沉積當時的氣候環境。（資料來源︰科學人2004年1月號〈火燒地球村〉） •彈道學辨識綜合系統（Integrated Ballistics Identification System）︰ 美國警方的辨識系統，存有來自全美各地犯罪現場的子彈與彈殼證據，可將各種新的證據與資料庫內的證據做比對。（資料來源︰科學人2004年1月號搶鮮測試〈科學辦案〉） •鼻套（nose glove）︰ 為了降低超音速飛機所造成的音爆，諾斯洛普格魯曼公司在F-5的機首裝上一個成形狀很像鵜鶘喙子的合金套，如此一來，便能預防引擎進氣口產生衝擊波，並穩住機翼，使之不與前方的主要衝擊波接觸。（資料來源︰科學人2004年1月號新聞掃描〈捂住飛機的鼻子〉） •核糖開關 （riboswitch）︰ 同時具有蛋白質編碼與非編碼區段的長鏈RNA。摺疊起來時，非編碼的一端成為特定化學標的物的感受器，與標的物相遇後會造成帶有蛋白質編碼的一端形狀改變，而開始製造蛋白質。（資料來源︰科學人2004年1月號〈看不見的基因組（上）：垃圾堆裡的寶石〉） •內布拉圓盤（Nebra disk ）︰ 出土於德國內布拉小山丘頂的青銅器圓盤。這塊圓盤，直徑32公分，製作於公元前1600年，是目前發現最古老的宇宙圖象。盤上刻著一彎新月、一個或許是代表著滿月的圓圈、組成昴宿星團（Pleiades）的七顆恆星，以及其他的點點繁星和三道圓弧，全都是用金箔呈顯在藍紫色的背景上。（資料來源︰科學人2004年1月號新聞掃描〈麥田上又見大圓圈！〉 ）

社會生活基因A、T、G、C 有A而有喜怒哀樂，有T而能創造發明、克服萬難，有G而生地理文化生態，有C才能傳播經驗，累積知識，維持社會化的體系。 撰文╱曾志朗（中央研究院副院長，專長為認知心理學） 　1953年，華生與克拉克發表了DNA的雙螺旋模型，它的結構以及所揭發的生命密碼系統，堪稱上一個世紀生物學最重大的發現。科學家經過50年的努力，在本世紀的初期，也完成了人類基因組的定序計畫，寫出了組成23對染色體的30億個字母A、T、G、C的序列。這四個密碼A（adenine，腺嘌呤）、T（thymine，胸腺嘧啶）、G（guanine，鳥嘌呤）、C（cytosine，胞嘧啶）是四個簡單的化合物，儲存了建構人體所需要的遺傳訊息。試想，假如每行60個字母，每頁50行，而每卷300頁，則描繪一個人的全部遺傳藍圖就需要3000多卷。 這部生命的天書已經隨時可以付梓了，但如果沒有一套詮釋的程式，則它只是一本密密麻麻的文字序列，毫無意義可言。現在我們已經知道DNA的核甘酸序列決定了每一個生物體的生物特徵，我們需要更進一步去了解基因如何決定影響細胞代謝的蛋白質的構造與功能，當然，更要去理解其他與指令有關的基因的性質，了解它們如何具有「開」、「關」其他基因並調節它們生產力的功能。目前，各地的科學家正積極針對這些功能的了解與理論的闡述進行研究，我們可以樂觀地相信，人類對生命的源起與演化，將在下一個50年大有進展。 這部生命的天書已經隨時可以付梓了，但如果沒有一套詮釋的程式，則它只是一本密密麻麻的文字序列，毫無意義可言。現在我們已經知道DNA的核甘酸序列決定了每一個生物體的生物特徵，我們需要更進一步去了解基因如何決定影響細胞代謝的蛋白質的構造與功能，當然，更要去理解其他與指令有關的基因的性質，了解它們如何具有「開」、「關」其他基因並調節它們生產力的功能。目前，各地的科學家正積極針對這些功能的了解與理論的闡述進行研究，我們可以樂觀地相信，人類對生命的源起與演化，將在下一個50年大有進展。 對生命中有機體的了解，靠的是對A、T、G、C之排列組合所產生的功能有所釐清，但人類的生命除了有機的「體」之外，更重要的是精神文明的層次。科學家要如何理解它的源起與進化？也許，我們也可以比擬功能性基因體研究的模式去探討這些社會生活的問題，也就是說，我們可以先界定文明的基本要素，再經由這些要素的組合去理解每一個世代、不同地區的文化特質。 那麼，什麼才是人類社會生活的基本要素（Element of Social Living）呢？很有趣的，我們剛好也可以用A、T、G、C四個要素去描繪人類每一個生活進展所必備的四個向度。A就是情意（Affect），包括感受、情緒、同情、同理心、動機、意志、歸屬、依賴等等感性面；T就是工具（Tool）及技術（Technology）的進步，含有克服困境、解決問題、發明、創意、知識累積與系統管理的理性面；G是地理文化（Geography），指的是生活的場景，如居住的環境（或依山或靠海，是平地還是丘陵等地緣關係）、氣候的變化，以及環境變遷所造成人類遷徙的地理歷史資訊，強調空間的對應關係；最後，C指的是因溝通（Communication）的需求，所產生的語文（如口語、文字、電訊）和非語文（如姿態、手勢、眼神）的溝通交流方法，以及這些訊息傳遞的速度與廣度。 這四個向度貫穿在人類的歷史變動中，它們交織出生活的每一個故事，描繪出錯綜複雜的人生。因為有A而有喜怒哀樂、有熱情的追求及對藝術的欣賞，有T而能創造發明、克服萬難，才能人定勝天、延續生命，有G才有不斷上演的顛沛流離，而生出無數的悲歡離合，有C才能傳播經驗，累積知識，才能相互依賴，並能維持社會化的體系。 未來的基因體研究最重要的是生物資訊資料庫的建立，同時以先進快速的計算技術去尋找各個序列之間的關係，以及這些關係如何影響細胞的代謝與成長，對生命演化的近因（how）及遠因（why）提出理論，來說明遺傳與環境的互動關係。同樣的，對人類文明的理解不能只在一時、一地的故事中尋找答案，關鍵也是在建立龐大的數位資料庫，把人類曾經產出的人為成品都加以典藏，舉凡文物、古籍、碑文、拓片、小說、散文、詩詞、歌謠等等都可以當做典藏的素材，讓研究者得以從語文、時間、空間等三個主軸去串聯人類的文明史。 界定社會生活基因A、T、G、C只是個開始，下一個工作應該去探索它們組合的意義，對某一文明形成的近因與遠因皆能有所說明。以往，大型計算的運作似乎只關係著理工科學的研究，這些年來，生命科學的研究必須靠更大型計算的結果。如今，人文社會學者面對龐大的文史資料庫，大型的計算也會變成研究者的必要訓練。 典範轉移已經發生了，我們不能再等待！ 【本文轉載自《科學人》2004年1月號】