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06月26日
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生物科技 活化人生

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「生物技術很廣,它可以從農,可以從醫,可以從食品還有你的生活……」國立虎尾科技大學生物科技系教授兼環安中心主任彭及忠以「生物科技與我們生活的關係」說明在日常生活中,人們從古至今時時都在運用著科技,讓人 類的生活更多采多姿,同時也為生活的與時俱進增添無數前瞻性與無限可能。

2023年8月27日一早,在花蓮鳳林靜思堂裡,一群多數來自花蓮地區及幾位來自臺灣北、中等地的小朋友,皆在「2023年慈濟人文環保美育營」學員長媽媽,來自臺北市松山區的慈濟志工曾憲琴叮嚀陪伴中,靜靜迎接今日嶄新的學習之旅。

◎食品科技

「我們來看這個圖片裡面,這是什麼?」指著螢幕裡一張滿是各式麵包、製作麵包的雕像圖片及烤麵包圖像剪報,彭及忠親切地問起面前近四十位小朋友。「麵包。」臺下踴躍回答,得到講師的讚許:「很好,重點就是發酵。發酵之後,麵包有什麼特色?」臺下又傳來此起彼落的「膨脹。」聲。

彭及忠繼續以親切柔和口吻問起大家:那大概什麼時候開始,人類懂得做麵包,知道嗎?孩子們同樣是熱情回應,好不熱絡。一場生動課程,臺上臺下充滿活力及活潑互動與熱烈研討的知識傳授在你來我往間歡樂非凡。是因為講師準備的豐富又充滿童趣、漫畫及圖像的簡報,「勾引」起大家的興致或是生物科技內涵是一門孩子們想探索的學問?

從六千年前古希臘製作麵包發酵產生孔洞而綿軟;醬油釀製是經由黃豆或黑豆發酵產生氨基酸而回甘;牛奶蛋白質充分發酵同樣產生胺基酸就是受人喜愛的起司……「人類什麼時候開始懂得釀造酒?對,古埃及,在4500年前。」同樣在你問我答的對答如流中,課程不斷進展著。而發酵過程,最主要能產生作用,能把A變成B的是什麼?依然有答案來自臺下:酵母菌。

他繼續為大家解說這一發酵過程中很重要的元素-酵母菌,其實就是一個要用顯微鏡才看得到的活細胞。「生物科技是由活細胞所產生的分子,優格、酒、醬油……用細胞產生並開發成商業產品,都叫生物技術。」

螢幕上出現一張頭大身小的漫畫人物,手拿著菇,望著籬笆內的各種菇類。另一邊則是一張香菇、金針菇、鴻喜菇等不同菇類圖像,彭及忠向大家介紹這一位Robert Koch,第一位用人工的方式,成功以培養基培養菇類,可以源源不絕提供人類菇類食物,人們不必再到野外採食。「這就是真菌,我們現在利用科技方式就可以養這些金針菇,這也是生物科技。臺灣的霧峰就是金針菇最大的生產地方。」他道出除了琳瑯滿目的發酵食品外,生物科技同時也可以生產出「作物」。

◎善用菌種

除了一切生活食品物資,彭及忠更將現今國際社會所面臨的環保問題與生物科技連結。「如果原油污染到一片海洋怎麼辦?」臺下人人發揮想像與創意,個個七嘴八舌紛紛提出解方……先圍起來,再撈;能撈多少?

大家一陣低聲「發言」之後,彭及忠為人人解惑:最好的方式就是把它分解掉,利用微生物來分解油汙。也因此,人類也慢慢就開始仰賴微生物來分解很多污染。

「細菌有好有壞,細菌從我們的嘴巴、眼睛、皮膚、身體全部都有,所以我們必須要跟細菌和平共存。」他再問起大家:什麼樣的細菌會讓人生病?

從一些對人類有益的微生物、好菌談到使人致病的金黃葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏桿菌……彭及忠分享,人類再透過研究,找出解藥-抗生素;最初,物以稀為貴,抗生素不普及,一劑難求、窮人用不起。漸漸地,人們再運用智慧以微生物發酵方式生產抗生素,以降低成本讓抗生素普遍化更便宜。運用善巧方便之法,彭及忠觀機逗教再教導孩子們正確用藥及藥品回收的重要性。

◎基因改造

又出現一張簡報,有大大圓形標誌寫著非基因改造黃豆,他和大家談起「非基因改造」。彭及忠逆向解說,先向大家說明何謂基因改造食品。從任教時,他經常問學生為什麼選讀生物科技,得到「想要當科學家、想要製造恐龍」等答案說起,彭及忠告訴大家,很早以前,基因改造已經存在人類生活中了。「我也改蜜蜂,重點就是基因改造。」

再回頭說起那一張圓形標誌,為什麼強調非基因改造?基因改造不好嗎?彭及忠以水稻為例,以往最原始水稻一株有八顆種子,現今經過改良的水稻一株可以有近百棵種子。同樣情形,玉米也是從原始短短一小支,現在也經由人為育種成為數倍大又歷歷飽滿的玉米。「利用基因方式,會不會再過一千年,一粒稻米就和饅頭一樣大?這是可以想像,基因是無限的。」

同樣以色彩多姿的圖片進行生物科技的導覽與解說,他再以一支擬人化的玉米說明基因改造優點與缺點。基因改造提高作物產量、增強蟲害抵抗力、降低生產成本、減少農藥使用及改善作物外觀、口感或味道等;而可能會破壞生態系統,出現新病毒、可能引起過敏原問題是其缺點。

再則人們對基改更是有很多疑慮,就如基改生物有較強適應力可能威脅其他生物生存、敏感體質者可能食用後引起過敏、農作物不怕藥害以致農藥過度噴灑而殘留量提高、雖尚無法證實基改食物與人類癌症有關,但動物實驗發現基改食品會增加腫瘤發生率。人類曾因過度使用DTT造成「寂靜的春天」,而基因改造是否會引致第二次的「寂靜的春天」?

◎病理發展

除了作物,圖表上色彩鮮豔的觀賞魚或是小魚變大魚進化圖都是基因改造的結果。彭及忠的分享進入人類健康衛生,就如曾經在非洲流行的瘧疾透過生物科技以抵抗瘧疾蚊子慢慢減少傳播瘧疾的蚊子數量達到控制瘧疾發生。

繼而他談及現代眾多人口患有的糖尿病控制,也是藉由基因與細菌重組產生控制糖尿病的人工胰島素。「我們來看這個也跟基因有關。」現代生物科技也將與人類基因最接近的豬作為人類器官移植的新希望,經過基因編輯的人源化豬,進行器官移植。「未來可能器官移植將有更多來源,已經有科學家嘗試把豬心換到人身上。」

希臘神話中有一異獸卡米拉,一種有蛇尾巴、羊頭顱及獅子身體的古怪生物,彭及忠以這張異獸圖樣讓大家看到,這就如基因編輯達成人類的神話想像。「念生物科技的人都希望,未來可以有一隻恐龍在街上跑;騎著恐龍比騎馬帥……生物科技可以創造出無限的可能。」

臺下童心未泯的孩子們也勾起無限想像,提起想要創造的可能。「我們來講個概念,眼睛是長在臉上,不會長在腳丫上,因為眼睛是看東西……」彭及忠淺顯易見的事實讓大家看到基因要在對的地方,若在錯位置,就不一定能表現出來。「很多事情要在對的地方做對的事情,就會有很好的效益,就像眼睛在這邊,就很正常,就能發揮到最大的功能。」

最後,他不忘藉由今日主題,再叮嚀、鼓勵孩子們,基因一定要在對的地方,才會表現正確的功能,就如大家未來一定要在對的地方做對的事情,就可以發揮最大的功能。

◎教學心得

充滿好奇心與求知心的黃威愷小朋友,在課程中不斷提出問題與自己的想法和講師彭及忠討論交流。他分享:最喜歡的課程就是「生物科技與我們生活的關係」,學到了麵包裡因為加了酵母菌才會變得蓬鬆、有孔洞。

黃威愷並頗有成就感分享了自己在課程中提出的問題:如果我們把多種基因融合在一起,會不會變成一個人體?「教授有說,要把基因用在對的地方。」課堂中這段彼此對話,他記憶猶新地仔細再與大家分享述說,並再說起自己的心得就如同教授所說,「要在對的地方,做對的事情。」

也是鳳林蔬醒小學堂學員的鄞邑庭則分享,這兩天學到很多在平常上課不一樣的課程與內容。她面露笑容,信心十足說道:「平常上課都是國語、數學……但是在這邊,讓我學到生活的知識,還有學到人生的道理。」

在課程中,學員們踴躍提問與發言,給予講師彭及忠莫大的信心。「我覺得很好,本來擔心我講課速度會不會很快,我大學學生常希望老師講慢一點……」為了要給適合小朋友的豐富課程內容,他準備了三十張以圖為主的剪報內容及一段影片,以致在授課速度也需要加快才能完成。除此之外,彭及忠並善用自己生物科技的專才,運用很淺顯易懂的方式,告訴學員們在生活中有很多與生物科技相關,以很簡單的觀念與方式,引發他們慢慢想像。

「我發現他們發問問題,這樣來來回回,反而讓我很訝異他們蠻主動的,並不會害羞,小朋友很積極,就慢慢誘導他們正確觀念與方向。」他覺得這樣的互動很好,就表示這營隊是一個很活潑的營隊,小朋友的主動,卻是令他很訝異。「這個未來的潛力應該是可以想像出,非常不錯,就表示這個營隊讓整個氣氛都很活絡。」

他更認為,人才的培育並不一定要從大學之後才開始,重點是從小朋友開始的萌芽階段,有興趣,他們就會往前走。於是,他就用心規畫課程,以生物科技與生活的關係來引導,希望讓學員以思考方式學習、融入。

圖左 :彭及忠叮嚀、鼓勵孩子們,「很多事情要在對的地方做對的事情,就會有很好的效益。」[攝影者:薛崑城]
圖右 :鄞邑庭則分享:「在這邊,讓我學到生活的知識,還有學到人生的道理。」[攝影者:薛崑城]

圖左 :黃威愷小朋友(中),在課程中不斷提出問題與自己的想法和講師彭及忠討論交流。[攝影者:薛崑城]
圖右 :彭及忠以「生物科技與我們生活的關係」說明,人們從古至今時時都在運用著科技,讓人類的生活更多采多姿。[攝影者:薛崑城]