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科技台文…利用砷 取代磷 來組成 生物分子e細菌 曾文宣
科學家di加州eMono Lake 發現一款細菌, 竟然ga DNA、 蛋白質 ham脂肪中e磷 用原本對生物有毒e砷 來取代。 這改變人類 對生物化學e了解,將會改寫 所有 生物學冊本, 是一款 mvat發見未知e 生命形態。 Zit個代誌表示講 這可能閣有 咱m知e生命型態 存在di地球, 甚至 外星當中。
科學家 原本掠準 所有生物體 攏需要 磷zit個元素, 加上 氫、 氧、 碳、氣ham硫, 攏是 生命siong基本e元素。 雖然 有科幻作家 認為di週期表上仝族e元素 可能di生命體中 互相取代, 比如 用矽來取代碳 等等, 但科學家 幾百冬來 攏無發現 用其他元素取代he六個元素e 生命體存在。
磷酸根PO43- di生物細胞中 有足重要e角色 :yin維持DNA以及RNAe結構、 組成 磷脂 來成為 細胞膜, 而且 dui ATP形式 傳送能量。 砷di週期表中di磷e下腳, 所以 兩款元素 edang進行相像e 化學反應。 例如 砷酸根AsO43- ham磷酸根 有相像e結構。 Ma因為 砷gah磷 相像e化學性質, 造成砷edang di細胞 來取代磷內 有足guan e毒性。
M gorh美國航太總署(NASA)天體生物學研究所 ham 美國地質調查所e Felisa Wolfe-Simon zit群人, 發現一款 鹽單胞菌科(Halomonadaceae)細菌,suah edang用砷來取代磷。 美國加州大學聖塔巴巴拉分校e 地質化學家David Valentine講,zit個發現表示diorh磷zit個元素將ui生命必要元素中 刪除。
Wolfe-Simon認為就算 砷有足guan e毒性, 伊ma是edang執行磷di細胞中e工作。 所以 伊gau加州東部eMono湖 去尋找 是m是ganna 可耐受砷,而且閣使用砷e生物。 Wolfe-Simon ui湖中 收集泥土, 閣ga樣本 放入缺磷suah有大量砷e培養基 中。 然後yin進行系列稀釋 來洗去 殘留e磷, 結果yin發現有一款微生物 di含砷e環境中 生長速度 閣卡緊。 Yin ga hit個細菌 分離出來了後, 發現 伊di砷溶液中e生長速率 是 di磷溶液中e六成。 當缺磷ham砷時, zit個細菌diorh vedang生存。
Wolfe-Simon表示, yine證據 在在顯示 砷di鹽單胞菌中 取代了磷, ma表示, 若是講 普通e鹽單胞菌 攏edang用砷來取代磷, 按呢其他細菌ma edang。 He將是 一個攏無看過e世界。
NASA天體生物學計畫e主持人 Mary Voytek表示, zit個發現 非常有說服力。 伊認為zia e證據加起來, 就painn有其他e解釋。 M gorh美國佛羅里達國際大學e生化學家Barry Rosen講, 若是 真實愛有說服力, yin閣必須愛證實DNA e骨架 ka su是砷建構e。 閣有, 砷取代磷對細胞e意義 猶m知。 咱閣需要知影細胞中 dor幾個分子有砷, dor幾個分子 真正有zit個功能。 比如, 當砷取代liau ATP中e磷, 能量傳遞e效率 gam有仝款? 蛋白質ho磷酸化e改變功能, 按呢ho砷酸化neh? 美國佛羅里達應用分子演化基金會e Steven Benner表示, 砷酸di水中形成e鍵結 比 磷酸 kah弱, 會di幾分鐘diorh分離, 所以講 有可能 存在 其他分子 穩定yin e鍵結。 Yin閣解釋zia e問題。 若是進一步化學分析 發現砷 真正取代了磷, 按呢 咱對生物系統e分子e了解diorh愛改寫lo !

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科技台文之6
大家來關心 台灣地層下陷e問題

葉弘德
交通大學 環境工程研究所 教授

大家攏知影, 台灣本土 有嚴重e 地層下陷 問題。 記得 舊年三月e時陣, 電視 或者是 報紙, 有報導 遲緩六輕di雲林麥寮 建廠工程, 因為附近e地層,三年內 沉落將近24公分, 王永慶suah li哀哀叫, 講veh停工囉。
Gorh最近e報紙 報導, 台灣e 土地地層 下陷e面積, 將近有1060平方公里, 算起來, 佔咱台灣 總面積35分之一; 因為 台灣土地下陷e所在,攏是di le平地, 假使ganna算 台灣平地e 總面積, 按呢 下陷e面積 dor佔veh10分之一。 台灣 發生 地層下陷kah嚴重e地區, 是 宜蘭、 彰化、 雲林、 嘉義gah屏東e 沿海地區。 事實上, zit款問題, 世界上 也發生 幾落所在, 比如講, 義大利e 威尼斯、 英國e倫敦、 美國e休士頓 gah 洛杉磯。
引起 地層下陷e 原因, edang分 人為gah自然 二種因素。 自然e因素包括: 地動、 火山運動、 地球板殼運動 gah 石灰岩地質溶蝕 所產生。 人為e因素, 包括 地面增加重量 (比如起厝、 建廠) gah 開發地下資源 (比如開發 地下水、 石油、 或者是 天然氣)。 咱台灣 所有 地層下陷e問題, 主要是 因為 大量而且集中leh 抽地下水 所引起。
Di台灣西海岸, 大量集中 leh抽地下水, 不但引起 地層下陷, ma會有地下海水 侵入地層 gah 地上海水倒灌, zit款問題 直接e後果, 產生 地面土壤鹽化、 排水不良 厝間沉落去土底gah受損害、 海岸線退縮、 土地繼續性e沉落。 地層下陷 間接產生e 不良後果, kah重要e例, 是 西濱快速路、高鐵 gah 二高速路, 攏因為 西海岸地區e下陷 來改路線, 致使 工程建設成本 增加 幾落百億。
目前 雲林麥寮地區, 每年 以將近8公分e速度 leh陷落, 致使 雲林離島工業區e 開發, 受著 足大e威脅。 根據 雲林地區 實地e調查, 雲林縣現有e水井, 有七萬外口, di沿海地區e水井, 有一萬外口; 但是 其中合法申請水權e 水井, 全縣 只有 四千外口, di沿海地區 ganna有447口nia,ziann萬口 非法e水井, 可能是 飼漁塭e人, long井 來leh抽地下水。 由過去 漁塭產業e 經濟分析, 知影 漁塭e收益, 一冬大概是10億, 但是因為 土地下陷 致使 增加e公共建設 支出, 包括 增高 海岸e堤防、 排水設施、 設 地下水監測井, 攏總e支出, 有155億外, 並且zit個數字 ma直直leh增加。
為著解決 西海岸地區下陷e問題,有關e主管, 有提出 各種防治e對策,其中包括 取締 非法抽水e水井, 徵收 地下水資源 等 措施。 同時,中南部幾個縣政府,也有提出沿海下陷地區土地e利用方式,彰化縣計劃veh ga伊發展做台灣e 威尼斯。 目前, 經濟部水利司 提出 以五年為一期e 防治執行方案, 並明確訂出 veh達成e目標 有 五點, 其中kah重要e二點, 分別是:
一. 在下陷量 超過一公尺 而且 過去三年 下陷量 超過45公分e所在, 非法e水井, 在五年內 veh減除一半。
二. 西元2000年e時陣, 下陷e地區, 一半以上 mai gorh再下陷。 過去大家攏知影 mai抽地下水, 地層dor ve沉落。 但是 地方主管機關, 無法度解決 zit個問題, 這是 因為 政治e因素, 所以 無去取締 違法e水井。
目前,veh徹底解決 沿海地區地層下陷e問題, 上主要是 主管機關 愛有決心gah魄力 去採取取締e 行動。 最後, 希望 大家來關心 這個代誌, 尤其 更加希望 非法e水井 edang自動取消 為咱e囝孫 來設想, 對所有地層下陷 有盡心過e人, 咱ma來 ho yin pok-a聲 ga鼓勵。
(原登di茄苳12期1996年5月)

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科技台文之5
Hubble太空望遠鏡(HST,Hubble Space Telescope)

楊健
清華大學物理系/統計所

細漢 暗時 gah父母 di後埕 看天頂e星, 是 阮以早上愛做e代誌。 歸個天e星 閃閃sihsih 假若呢 對你nih目睭。 後來 大漢了後 讀冊kah知影,星e閃sih 是因為 咱dua e地球 有一層氣層。 Zit個大氣層 會過濾 外太空e光線, 使得 咱看著e星 m是像 普通e電火球仔 一直穩定deh發光, 是無停e 一閃一sih。
咱攏知影, 地球e大氣層 ho咱一個保護, 使咱ve受著 日頭光e灼(ziok6)傷。 但是 對天文學家 來講, zit層大氣層 卻會使得 紫外線 大部分被過濾,使得 咱若deh觀察 外太空e時陣, 不但無法度 進行 紫外線e觀測, 也親像di水底 看邊仔e世界, 隔有一層“朦朧”。 雖然 一閃一sih 真sui, 但是 這是 做科學工作 上無方便e 代誌。 所以 di 1923年 dor有一位 號做Hermann Oberth科學家 提出 太空望遠鏡e 概念, 希望 對太空e觀察 有kah好e改進, 但是 一直到1977年, 美國才進行 Hubble望遠鏡e製造。
Hubble望遠鏡 全長約13.3公尺, 闊4.3公尺, 重11.6公噸, 造價大約二十億美金。 伊是 由美國e太空梭發現號 裝載到 太空, kah gorh ga伊 放di地球e 軌道頂面。 由 地面e工作人員 經過電腦 來控制 伊e 運動gah觀測。 而且 經過電波 ga伊所觀測著e影像 送回地面。 因為 伊dua he地球大氣層e頂面, 所以 伊edang比 地面任何e望遠鏡 gorh看kah暗、 kah遠e星體, 由zia 所觀察出來e 數據, 科學家 edang更加 kah正確 來推算 宇宙e 年紀gah星體e 結構。 但是 趣味e是, 離咱上近 兼上大e日頭公-- 太陽, Hubble 卻無法度 tang觀察, 因為 太陽e強光 會ga Hubble內底精密e儀器燒害去。
Hubble太空望遠鏡e升空 滿足了 真濟科學家e夢想, 但是 因為人為校正e疏忽, 伊di製造主鏡 打磨e過程 出現 鏡面弧度e差, 致使聚焦(focus)ve準, 所hip出來e相片 dor親像聚焦無對好e hip像機 所攝影出來e像, 無法度達到 科學家 預期e 清晰度。 雖然 後來 科學家 也發展出來 一寡新e數學方法 來處理 所得著e 數據、 影像, 但是 iau有真濟 想veh做e 觀測 無法度做。 這可能是 發展 新數學 成本上貴e 方法。
現在美國太空總署(NASA)隨時攏ga Hubble所觀測著e資料 送上網路,有興趣e人 edang上網路:http://wfpc3.la.asu-edu/sah.htm 去找 上新e資料gah圖片。 而且 國內e報紙gah雜誌 ma無定時 會做zit方面e報導, 咱攏edang隨時 留意參考。
(原登di茄苳12期1996年5月)

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科技台文之4
管理者e思考方式

王耀德
交通大學管理科學系教授

管理是什麼? 有人deh講, 管理 是 一門科學。 管理應該gah代誌e 計劃、 組織、 領導、 控制 有關係。 計劃 是根據 咱想veh達成e目標, 想好所有應該做e活動 是什麼。 組織 是 想好咱veh做e活動 到底veh按怎做, 需要 什麼 人力gah物力。 領導 是 想辦法 ho人edang認真gah拍拼 去做代誌。控制 當然是 去檢查 咱所做e活動 到底有 達成咱e目標 無。 按呢 看起來,veh做好 管理e kangkue 真需要 思考e功夫, 因為 代誌e 計劃、 組織、 領導、 gah 控制 攏愛用腦筋。 做管理kangkue e人 應該有 真濟時間, edang靜靜去思考。
事實gam按呢? 根據 學者e研究, 公司內底e管理者 攏真無閒。 一工gah暗攏dih做代誌, 對 一件代誌e 注意時間 平均ganna有九分鐘 lan na,根本dor無法度 去做長時間 kah完整e 思考。 按呢, 到底 做管理kangkue e人annua去思考? 無思考, 哪有可能 計劃、 組織、 領導、 gah控制? 其實,管理者 ma是 愛用腦筋 思考, 只不過yin e思考方式 gah咱 無仝款 而已。管理者 用行動 去思考 比坐e 用心思考 kah濟。 一個人 坐e思考時陣, edang處理真濟e資訊, edang用理論 去做分析。 按呢e思考 需要kah長e時間, 需要用kah濟e心思。 管理者e思考方式 是 一面思考 一面採取行動:先做 一點仔思考, dor去 採取行動, 根據 行動結果 所產生e資訊, 修正家己e思考。 行動gah思考 結合起來, 因此 di真短e時間, dor edang按代誌e 計劃、 組織、 領導、 gah控制 做好。 比一個例, 咱dih練pah槍e時, edang用二種方法 來調整 槍頭e方向。 一個 是 用真科學e方法, 測量距離、風向、 風速, 用 數學公式 來計算 槍頭瞄準e 方向gah角度。 另外 一個方法, dor是 做大約e瞄準, 拍一槍看mai, 按標兵 報轉來e結果 調整風向。頭一個方法 愛kah用心, 用kah濟e時間, 處理kah濟e資訊。 第二個方法,結合行動gah思考, 真緊dor edang拍著目標。 由此可見, 行動中e 思考方式 kah適合 真無閒無時間e管理者。
敢是 所有e管理者 攏愛做真濟e思考? 根據學者e研究, 除了 思考能力 以外, 管理者 愛gorh有 真好e 技術能力gah處理大眾關係e能力。 公司內底, 愈低級e 管理者, 愈需要 技術能力, 愈guan級e 管理者, 愈需要思考能力, 不管guan級 a低級, 攏需要 大眾關係e 能力。 可見, ganna有 科學技術e知識, vedang ho一個人 做kah guan級e管理者。 除了vat技術以外, gorh愛有 思考e能力。
因此, 無m對, 管理 是 一門科學, 是 一門 需要di行動中做思考e科學。 真濟 讀科學e人 ma真qau思考, 可惜yin vedang做好管理e kangkue,因為yin ve曉 一方面行動 一面思考, 所以 m是 所有e人攏edang做 管理者。 請你自問, 你e思考方式 是m是 行動中e思考? 若是, 緊去開公司, 做頭家, 一定大趁錢。
(原登di茄苳12期1996年5月)

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科技台文 之2
台灣都市空氣e污染 ~ 一葉知影污染

孫岩章
台大植物病蟲害學系教授、環境病害研究室主持人

Di 1989年春天e 某一工, 台北縣 新莊鄉e農會推廣人員 ham一群農民氣putput ga菜園e蒿仔菜 攏總挽起來, 四處teh去陳情, 為什麼? 因為蒿仔菜葉 一暝之間 一時攏總變gah ve賣zit。 Hit當時, a無人知影 是什麼原因。 所以yin dor ga一部分樣品 送來 台灣大學 ho我診斷gah鑑定。 等我看著zia e蒿仔菜葉, 確實 ma是 驚一dior, 因為我過去 雖然看過ve少e空氣污染案例, 可是mvat看過 zia慘e代誌, ziae蒿仔菜葉 是安怎會變成 臭尾da, 又gorh反光變銅色, 是一個 ho人感覺 真無正常e事件。
在hit當時, 我di台灣大學e實驗室 ziann du設立一冬, 內面 無什麼儀器 可以化驗。 但是我去bing 國外e文獻資料 後, 慢慢a 感覺出 可能是一種 光化學污染物 所造成e。 然後, 我dor一步一步 去買一寡 分析儀器, 希望edang 對空氣中 分析出 特殊e污染物, di zit段漫長e籌備期間, 我e田野調查 ma攏無停過。 結果發現 臭尾da e蒿仔菜 mdann是 出現di新莊, 包括 板橋、 土城、 樹林、 三峽、 泰山、 五股、 中和、 永和、 新店e蒿仔菜ma攏總受害, 甚至 連台北市e大部分地區 ma攏看會著。 到底 污染區e範圍 有外大? 這又gorh 變成一個 真好e 研究調查題目。 因為 蒿仔菜葉e受害 可以ho咱知影 污染e存在, 菜葉e 受害範圍 正是嚴重污染e範圍。
Dor按呢,我痟痟衝 憨憨a veh去追究 一個到底, dor對台北向南, 一縣看過一縣, 一市看過一市, di 1980年調查清楚e結果, 證明 全台灣 有三個大地區e空氣 攏vai gah 會ho菜葉 會臭尾da。 Zit三個 dor是台北盆地、 台中盆地、 gah高屏地區。 若ga yin 每一地區 劃線圍起來, yin e面積 大約是 台北450平方公里; 台中盆地連南投、 彰化是400平方公里; 高雄、 屏東、 台南、 包括 東爿到旗山、 美濃、 六龜、 南至 枋寮 是1200平方公里;以上三個 攏總加起來 是 2050平方公里, du好是 台灣平地e 七分之一。 Zit個事實 證明 台灣e都市空氣 已經是 出了 真大e問題啦!
Di 1992年我e儀器 設好了後,化驗e結果, 證明台北e天頂 大氣當中,一旦 di無風、 有日頭e hit日, dor edang驗出一種 叫做”PAN”e氣體, (伊e全名中文 叫做 過氧硝酸乙醯酯, 英文叫做 peroxyacetylnitrate, 簡稱叫做PAN) 只要hit日 是 無風、 有日頭, 台北e街a路 dor看ve到路尾。 遠遠看去dor是 一片 煙霧pupu, 四周圍e 觀音山、 大屯山、 四獸山 攏vih di茫霧中, 這dor是 咱所講e “化學煙霧”。 受著zit種污染後, 蒿仔菜 大約di hit暗出現病症, 隔日透早 dor看gah真清楚, 按呢e情形, edang估計伊受害e程度。 咱叫 zit種植物 是 「空氣污染指標植物」。
到目前為止, 阮e實驗室 已經有 四種以上e空氣污染指標植物 發展成功。 Zia e品種 可以同時 監測PAN gah另一種污染--臭氧(ozone)。 而且阮也徵求 台中、 嘉義 ham 高雄地區e國中、 國小老師, 參加 空氣污染指標植物e 合作計畫, ho yin di校園內 種zia e植物, 觀察有受害無、 di dor一日 出現病徵, 按呢edang知影 各地e實際污染 情形。
古語有講:“一葉知秋”。一片蒿仔菜葉 確實會ga咱講 昨ang e空氣 是外vai。 如果你若有興趣 veh試看mai, 歡迎您 向 台大植物系環境病害研究接詢,電話02-392-5622。
(原登di茄苳12期1996年5月)

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科技台文之1
台灣上濟e水鳥--濱鷸

趙蓮菊 清華大學統計所 教授

Di新竹客雅溪出口,逐年十月gau隔冬e四五月之間,是真濟水鳥 積聚歇睏e所在。 Zit 個時陣 ma是阮e朋友--濱鷸 來gah台灣e季節。 五六年前, hit當陣iau di鳥會做代誌e永弘 來gau新竹, teh一寡干豆(關渡)地區濱鷸e資料ho阮分析。 Hit個時陣 阮iaugorh m知影有關濱鷸e詳細情形, 但是一接觸著 直覺上 dor感覺 足趣味e, dor due鳥會e朋友 四界去賞鳥, 阮ma想veh gau賞鳥 成做家己 後日a 上甲意e藝量, ho我一生 受用不盡。
Zit幾冬來, 阮看過e鳥 a有百外種, 但是 上愛ma是伊-- 濱鷸(byin lut8)
濱鷸e學名 叫Calidris alpyina, 英文名叫dunlyin,伊di熱天ham冬天e羽毛無仝。 熱天時, 腳脊骿 是 暗豬肝色、 腹肚中央 有一塊烏色 是 伊e特徵: 冬天e時, 腳脊骿gah胸葉e邊a 是 pu土色e, 腹肚是白色e, 飛e時 翅仔 展出來白色。 Yin上愛 歸群做伙出現 di河口、 浮崙a(沙洲)、lam土(沼澤)地帶, 腳步急促 若 逼鼓箸、 而且qau走。 Chue食e時, 鳥喙插入去土縻漿中 啄食。 Di台灣e淡水河、 客雅溪、 中港溪、 大肚溪 出現,是咱台灣 上濟e水鳥。 根據干豆1988年9月份 gau 1989年四月份 總共 縛放390隻e濱鷸資料:
鳥喙長(mm)35.2±2.58(平均±標準差),28.9-42.3(最小、最大值)
全頭長(mm)59.6±2.74(平均±標準差),110.0-136.0(最小、最大值)
重量(g)57.7±5.71(平均±標準差),42.0-78.0(最小、最大值)
Yin di四五月 向北飛轉去 “西伯利亞”凍原地帶 生湠了後, gau隔冬10月向南飛, 是一款 以查某鳥為主e母系社會。 查某鳥e體型kah大, 喙ma kah長, 但是ganna ui外觀 看起來 並無法度分辨 yin是公e a是母e, 所以必須 愛借著 統計分析 來幫助。 按照統計分析e結果, 發現 愈靠南方e所在, 公e濱鷸鳥dor愈濟。 生物學家deh猜測是:可能是 鳥群 所停腳e所在 若siunn窄、 而且 食物無夠e時陣, 社會地位kah低e公鳥 dor hong迫deh繼續 向南飛走, 所以愈南方yin歇e所在, 公鳥e比例dor愈guan, 台灣 是yin 上南e 棲息所在, 根據干豆地區統計e結果, 公鳥e比例guan gau 65%!
逐冬四五月 阮看yin成群 飛轉去北方, 阮m知 下一冬yin gorh來客雅溪口e時陣 因為“香山填海計畫”來失落yin e厝? 有一寡人 認為人e生存 比 鳥e生存gorh kah重要, 所以 必須 開發溼地 填海造陸, 但是 三年一閏、 世間好vai照輪,“今仔日鳥隻、明仔載咱人”人gah鳥 實在是 共存共亡e, 一旦 鳥e生存所在 被破壞、 蹧蹋以後, yin ma無愛gorh再來, gah yin相關e植物 ma一定會消失去, gau hit時陣, 強風狂沙一吹來, 其實 咱人ma是漸漸會 失去zit塊土地。
Veh gau當時, 阮ziann m免煩惱neh?

(原登di茄苳12期1996年5月)

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