2014 年 07 月 09 日 , , , , ,

我們身處在到處充滿了背景輻射的環境中,雖然專家會告訴我們無害,但科學家也曾驗證高能量中子束可以破壞電子產品。那麼對於地球上的生物來說,就算無害但是否會有別的影響?一些還無解的疾病例如癌症是否與之相關?一位來自古巴的學者給了我們一些初步的線索。

6 萬個世代的演化

科學家從很久以前就知道高能量中子可以對物質的原子核造成毀滅性的破壞,像電腦的記憶體會損壞的原因之一就是受到中子束衝擊結果,2004 年一群 IBM 的研究者就準確預測到宇宙射線對電腦裝置的破壞程度。這些發現激起了古巴哈瓦那模控、數學與物理研究所(Institute of Cybernetics, Mathematics and Physics in Havana, Cuba)研究員 Augusto González 的想像:如果中子輻射會損害機器,那對於其他更多更大量的「生物」會有什麼影響?

González 的想像讓他注意到美國密西根州立大學的特聘教授 Richard Lenski 與他的研究團隊。從 1988 年起這個團隊就開始研究大腸桿菌在無數個世代之間的演化過程與發生突變的機率與經過。他們的做法是,每天從培養中的大腸桿菌取出一小部份放進新的培養皿,大約八小時,培養皿裡面的葡萄糖耗盡後,他們再從這個培養皿中取出一小部份桿菌,再放到另一個新的培養皿中,如此一直下去。

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自 1988 年以來,他們已經觀察了超過 6 萬個大腸桿菌的世代,他們發現在經過 2 萬個世代後,發生點突變(組成基因的鹼基對發生一次突變)的次數約為 3 百萬次,差不多是每秒鐘發生一次。

中子輻射與桿菌演化相關

對 González 來說,Lenski 的實驗結果是否是受到中子背景輻射的影響?他假設桿菌存活在水中,並為之建立一個數學模型,並設定每 125 秒高能量中子束將會照射到水,然後能量會轉移到水分子並創造出許多離子。桿菌在接觸到這些離子後就會死亡,或是受到很嚴重的破壞,尤其是在牠們的 DNA 部份,然後就會遺傳給牠們的子代。

根據他的計算結果,這個頻率與 Lenski 觀察的有害突變一致,也就是說,他已經找到兩者之間的高度相關。不過這樣的結論還是需要更進一步的傳統實驗法來驗證,比方說,把 Lenski 的桿菌分成兩組,其中一組加裝可以屏蔽中子背景輻射的裝置。這說得容易,畢竟人家幹嘛聽你說說就更改幾十年來的實驗?這恐怕還需要更多協調的過程才能成事。

(首圖來源:Wikimedia Commons)

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