文 | 海生館出版中心 王玠文 圖 | 中山大學海洋生物科技暨資源學系
林梅芳
古人說：「以史為鏡，可以知興替」，人類透過學習歷史知道今日社會是如何被形塑而成。地球上，我們熟悉的生物形態經過數億年的演變，在演化的過程中，生物的某些特性被保留下來，一些特性被淘汰，最終形成了生物今日的樣貌。就像我們學習歷史一樣，科學家們也通過分析生物的演化，深入探討生命的起源和其多樣性，從而推動我們對自然界更深層次的理解。而我們本篇訪問的林梅芳老師，便是透過研究海洋生物的演化，從中了解海洋生命的奧秘。
解開生物基因裡的秘密
林梅芳老師是中山大學的海洋生物科技暨資源學系的助理教授，主要研究珊瑚、海葵、海膽等海洋無脊椎生物的演化。早在學生時期，她就對演化學充滿興趣，直到越深入了解才發現，原來海洋生物在生物的演化史裡扮演著非常重要的角色。老師告訴我們，數億年前，像珊瑚、海葵這類生物就已出現在地球上，牠們的構造相對簡單，但卻能適應地球艱困的環境。而實際研究這些生物之後，學者也發現牠們遠比我們想像中的複雜。
舉例來說，我們都知道珊瑚與共生藻的關係。當海水溫度升高時，共生藻被排出珊瑚體外，並造成珊瑚逐漸白化，甚至死亡。不過回望地球史，並不是近代才開始有氣候變遷，我們所面臨的海水溫度升高、二氧化碳濃度增加等生態問題，在過去也發生過。那麼珊瑚在過去是如何應對環境變化的呢？老師表示：「這些生物在地球上已存在許久，牠們的基因體內蘊含了非常豐富的資訊，或許透過了解這些生物，我們就能明白如何應對未來的氣候變遷。」
「犧牲小我」的石珊瑚
研究生物演化，了解生物的基因變化是關鍵要素。基因研究該如何進行呢？其中第一步便是進行潛水採樣，將研究的目標生物帶回實驗室適應環境後，就能開始取出DNA或RNA看生物的序列。目前學界已解出許多珊瑚和海葵的生物序列，科學家們能透過研究這些序列，觀察生物在不同時期的基因表現變化。不過就像人類社會中有不同族群，雖然我們都是同屬「同種」，但有些人高、有些人矮、有些人膚色較深、有些人膚色較淺。即使是同一種珊瑚，為了適應不同地形與水文條件，牠們的基因序列也會發生改變，以幫助生物在該環境中存活。而科學家們的工作就是藉由分析這些基因序列，再去看其中的變化差異。
每個研究者心中，必定有一個激發他們投入學術道路的核心議題。對林梅芳老師而言，了解珊瑚的生活史是她感興趣的研究方向，其中，珊瑚為何選擇「鈣化」在她看來非常有意思。老師說：「我們都知道珊瑚礁對生態的重要性，石珊瑚的鈣化骨骼建構了珊瑚礁。然而，就生物個體來說，選擇『鈣化』對生物本身其實是弊大於利。因為鈣化後的石珊瑚無法移動，只能在一個定點，也減少了繁衍與覓食的機率，可說是『犧牲小我，完成大我』。相較於牠的親戚海葵，就沒有走上鈣化這條道路。」「後來我在博士班時，就去研究了這個鈣化基因是怎麼出現的。石珊瑚的親戚是沒有骨頭的，所以我們推斷，石珊瑚的祖先，應該也是沒有骨頭並且長得像海葵。這就表示，石珊瑚是在某一時間點發生鈣化，從無骨變有骨。所以我也很好奇，難道這個鈣化基因，只出現在石珊瑚裡嗎？因此我又去研究了石珊瑚與其親緣相近生物的RNA，發現在擬珊瑚海葵的身體裡，也能找到和石珊瑚一樣的鈣化基因，不過牠們卻沒有像石珊瑚一樣走上鈣化之路。」
「對於這個問題，科學家也嘗試利用分子生物學得到的資料，去推算石珊瑚當時生活的環境，並以此推測可能與當時環境有關。當海水溫度升高、海水的pH值降低，許多珊瑚就會面臨滅絕，但這支石珊瑚倖存下來。後來石珊瑚開始與共生藻進行共生，由於共生藻是藉由行光合作用來產生能量，為了要讓共生藻產生更多『食物』，石珊瑚也必須將身體的表面擴張，透過鈣化骨骼成為珊瑚礁，以增加受光面，而石珊瑚的型態也在那時變得更多樣性，成為我們現在看到的珊瑚生態。不過，由於初代的石珊瑚沒有骨骼，所以沒有化石資料，而科學家也只能從現生物種的DNA中去回推，並嘗試得到答案。」
不過，老師也告訴我們：「雖然以目前的研究來說，好像還是沒有辦法回答為何石珊瑚選擇鈣化，但海葵卻沒有形成骨頭。不過藉由分析這些基因，我們可以知道在多年前，擬珊瑚海葵走上了和石珊瑚截然不同的道路，而科學家們想解答的，便是鈣化基因在生物各自的身體裡，扮演著什麼角色。」科學研究或許就如同瞎子摸象一樣，每個科學家都只能得到一小片拼圖，最後將手中的拼圖匯集在一起，才能更接近生命的奧秘一些。在此之前，研究者們只能從現有的證據與資料中，嘗試從局部推測全貌。
演化學的意義
近年來，氣候溫度逐年上升，珊瑚面臨巨大的威脅，生物學家們也嘗試為這些對環境敏感卻又重要的生物找尋出路。就如同有些人怕熱，有些人耐熱，珊瑚與共生藻亦然。那麼，我們有沒有辦法利用人工選汰的方式找到珊瑚體內的耐熱基因，培育出不怕熱的珊瑚呢？面對這個問題林梅芳老師也沒有解答。畢竟演化要考慮的問題錯綜複雜，不單單只是解決眼前困境而已，環境中也不只有「熱」這個因素會影響生物，科學家也無法保證，若製造出「新物種」對環境是否會帶來正面影響。
演化學是透過了解生物的過去，從而嘗試推斷可能的未來。學習演化學對林梅芳老師的意義就是，不要透過人類的視角去看問題，人類雖然只在世界出現幾百萬年，但卻使用了地球大半的資源，而老師也在研究生物學和演化學的過程中，試著找出有沒有一些能讓人類與環境共好的方式。從研究演化，老師也更深刻地體認到，凡事皆是有因有果，且萬物皆會變化。我們現在所看到的生物，並非從始至終都是這個樣子，而在經歷過不同環境變遷與選擇後，未來牠們的型態可能也會有改變。或許生物和人類一樣，都要不斷進化、不斷踏出舒適圈才能在這世上存活下去。
出國留學之路
從還在讀研究所時，老師就決定未來要去國外唸書，畢業之後也順利申請到澳洲的學校，「其實當時主要是想要去大堡礁潛水。」老師笑著說。不過也因為大堡礁的存在，澳洲珊瑚的相關研究非常著名，林梅芳老師也朝向珊瑚基因體的領域方向研究，並從珊瑚的遺傳學、演化學慢慢開始以生物資訊學的方式處理大量的DNA資料。在澳洲學習的時間，可說是林梅芳老師人生裡最快樂的時光，當地人的友善與對人的熱情都感染到了她。
澳洲式的熱情不僅發生在生活中，在學術研究的領域裡，老師與同學之間也充滿互助意識。「澳洲有很多國際學生，那種互相幫助的氛圍是非常強烈的。學長姐會告訴我該去參加哪些活動、認識哪些人，雖然剛去國外時英文講得也不是很順，但我的老師David J. Miller教授會非常耐心地聽我表達。在澳洲求學的過程裡，我覺得非常安全，沒有不自在或感到被歧視。」「在這裡我也開始認識性別平等的概念，在臺灣念書時，讀海洋相關科系的以男生為主，但在澳洲女生則佔了大多數，看她們獨自扛氣瓶、拉船，我就覺得我也可以辦得到！這裡也有『Ｗoman in science』組織，組織除了提供國內外計畫與資金的申請、交流訊息外，也會提供生活上的一些協助，總之就是為投身科學研究的女性創造一個友善的環境。」
在澳洲得到學位後，林梅芳老師就到了日本繼續研究。雖然多數人可能會認為日本的環境更為保守，很幸運地林梅芳老師遇到和善、開明的工作團隊，雖然在日本研究時期林梅芳老師要同時兼顧工作與母職，但好在當時的老闆渡邊 寬（Hiroshi Watanabe）教授不吝於分享育兒經驗，並且常常體諒老師身為人母的難處，而同事們也樂於分享生活上的資訊，即使林梅芳老師當時獨自帶著小孩在日本工作，也不至於孤立無援。不過老師也分享了她在日本觀察到，當地女性困於傳統角色的束縛，比如她的日本同事，雖然與丈夫在同一單位上班，但仍是媽媽要負責下班後接小孩、準備晚餐等工作。有時也讓老師不禁感嘆，若是她們生活在更加開放的環境裡，或許能有更不同的發展也不一定。
育兒友善工作環境的進化之路
林梅芳老師也提到，當年在孩子最依賴媽媽的嬰兒時期沒有中斷她的學術生涯，除了幸運外，也有賴國外友善的育兒環境。前幾年爆發的肺炎疫情，為了不擴散感染，有些學校以停課因應，此時如何帶孩子就成為許多父母的難題。林梅芳老師回憶起她在國外時，有些同事的小孩也因疫情停課，當時同事帶著小孩一起上班，而老闆與其他人也都欣然接受。即使是疫情前，帶著小孩一起工作在國外也不罕見，在校園、實驗室甚至是實驗工作站，都可以看到同事們帶著孩子，有些學校甚至設有「mother’s room」，提供給媽媽擠奶或短暫休息。然而在臺灣，雖然也設有「家庭照護假」等制度，但若是遇到需長時間工作或疫情等特殊情況，很少家長會不顧旁人眼光地把孩子帶到工作場合中。
紐西蘭總理賈辛達．阿爾登（Jacinda Ardern）曾表示，在這世代，女性生育的選擇不應該影響未來的工作機會。雖然近幾年來，隨著平權意識的興起，人們不再將帶孩子視為「媽媽的事」，但對於制度與硬體設備的提升，或許還有可進步之處。沒有父母願意缺席孩子的成長，期許有天臺灣的育兒環境可以更加進化！
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