實驗報告 · 原力的科學

迷地原蟲

存在於每一個活細胞裡的微小生命,也是絕地武士聽得見原力的原因。本文把迷地原蟲放到顯微鏡下:電影和影集究竟怎麼說、喬治盧卡斯當初有什麼構想,以及其中有多少能得到真實生物學的背書。

首次提及
星際大戰首部曲:威脅潛伏 · 1999
棲息地
每一個活細胞
劇中最高數值
安納金:超過20,000
現實原型
粒線體

電影怎麼說

迷地原蟲首度登場是在《威脅潛伏》。年幼的安納金問魁剛金那是什麼,魁剛金這樣回答:

迷地原蟲是一種微小的生命形式,存在於所有活細胞之中……沒有迷地原蟲,生命就不可能存在,我們也無從認識原力。它們不斷對我們說話,告訴我們原力的意志。

— 魁剛金,《威脅潛伏》(1999)

所以,迷地原蟲並不是原力本身,而是通往原力的專線。細胞裡的迷地原蟲越多,原力的聲音就聽得越清楚。不過數值高代表的是天分,不是造詣:它既反映不出你受過多少訓練,也預告不了你會投向哪一方。

這個數值是從血液裡驗出來的,而安納金的檢驗結果,成了整部傳奇中最有名的數字:

數值破表了……超過兩萬。就連尤達大師的迷地原蟲數值都沒有這麼高。

— 歐比王肯諾比,《威脅潛伏》

「沒有任何絕地達得到。」魁剛金答道。此後,迷地原蟲在大銀幕和小螢幕上只被提起過寥寥幾次——以下一次不漏,全部列出。[1]

螢幕上的每一次提及

  1. 1999

    星際大戰首部曲:威脅潛伏

    魁剛金解釋何謂迷地原蟲;安納金的驗血結果「超過兩萬」;魁剛金還推測,這孩子是迷地原蟲孕育出來的。

  2. 2005

    星際大戰三部曲:西斯大帝的復仇

    白卜庭向安納金講述達斯·普雷格斯的悲劇——他「能用原力影響迷地原蟲,創造生命」。

  3. 2014 · 第6季

    複製人之戰

    魁剛金的聲音透過迷地原蟲,向尤達傳授生命原力與宇宙原力的奧祕;尤達還前往迷地原蟲的發源星球——生命之泉。

  4. 2020

    曼達洛人 第二季

    潘興博士的錄影紀錄:用古古的血液進行輸血實驗,看中的正是它極高的「迷地原蟲數值」。

  5. 2024 · 第3季

    瑕疵小隊

    死靈法師計畫:帝國試圖把極高的迷地原蟲數值轉移到複製人身上,而歐米茄的血液正是關鍵。

  6. 2024

    侍者

    絕地的檢驗顯示,雙胞胎歐莎和梅伊的迷地原蟲一模一樣——即使是雙胞胎,這在自然狀況下也不可能發生。

迷地原蟲解剖圖

沒有任何一部電影拍過迷地原蟲的特寫,所以我們以它的原型——粒線體這種胞器——為藍本,重建出它可能的模樣。1–4號是粒線體真實的構造;5號和6號則是我們的推測:迷地原蟲在這之外還需要哪些配備。

圖1
  1. 外膜:共生體與宿主細胞之間的邊界。
  2. 內膜:向內摺成一道道皺褶。粒線體的這些皺褶稱為「嵴」,是為細胞製造能量的地方。
  3. 自己專屬的環狀 DNA——那是粒線體還是獨立生活的細菌時留下的遺跡。
  4. 核糖體:細菌型的微型蛋白質工廠。
  5. 「原力天線」:讓迷地原蟲感應得到原力的某種構造。生物學裡沒有任何東西是這樣運作的。
  6. 傳給宿主的訊號:它們就是這樣「對我們說話」。真實的細胞和微生物確實會彼此交談——用的是分子。
照著粒線體藍圖畫出來的迷地原蟲。推測性的復原圖。

現實中的藍本:粒線體

喬治盧卡斯曾形容迷地原蟲是「對粒線體的粗略描繪」——用他的話說,少了這些微小的夥伴,就不會有任何生命。[2] 一般認為,midi-chlorian 這個英文名是由 mitochondrion(粒線體)和 chloroplast(葉綠體)拼湊而成;活細胞裡的這兩種胞器,當年都曾是獨立生活的細菌。[3]

這部分可是貨真價實的科學。大約20億年前,一個細胞吞下了一個細菌,卻沒有把它消化掉,而是留了下來。房客得到了庇護和食物,房東則得到了一座發電廠。它們的後代,就是你體內幾乎每個細胞裡的粒線體。粒線體至今仍保有自己的 DNA——16,569個鹼基對、37個基因——而且會自行增殖。1967年,琳恩馬古利斯讓這個想法廣為人知。[4][5]

圖2
內共生:細菌如何成為細胞的一部分。迷地原蟲是同一個故事,只是多加了原力。

就連魁剛金對共生體下的定義——「共同生活、彼此互利的生命形式」——也正是生物學家描述互利共生的方式。

到底有多少個?

螢幕上只出現過一個數字:安納金的「超過兩萬」,而且沒有單位——是每個細胞?還是每滴血?喬治盧卡斯向撰寫電影小說的泰瑞布魯克斯說明這個設定時,講得具體多了:一般生物的每個細胞裡有一到三個迷地原蟲,安納金則有「大概一千個」。[6]

粉絲維基上那些精確的數字——像是尤達17,700之類——既不是出自電影,也不是出自影集。以下是確實存在的數字,並與真實的粒線體並列對照:

圖3
  • 星際大戰
  • 真實生物學
  • 一般生物(據盧卡斯) 每個細胞1–3個
  • 安納金(據盧卡斯) 每個細胞約1,000個
  • 肝細胞中的粒線體 每個細胞1,000–2,000個
  • 安納金(電影中) 超過20,000,單位不明
  • 人類卵細胞中的粒線體 10萬–60萬個

對數刻度:每條格線都是前一條的10倍。

迷地原蟲數量與粒線體的對照。[7][8]

兩萬個塞得下嗎?

一個肝細胞裡有1,000–2,000個粒線體,加起來約佔細胞體積的22%。[7][9] 取中間值1,500來算,一個粒線體大約是細胞的七千分之一。這麼一來,兩萬個和粒線體一樣大的迷地原蟲,就需要將近三個細胞的空間——而且這還是把其他東西全部清空的情況下。至於盧卡斯說的每個細胞一千個,只會佔去區區15%。

所以,要嘛電影裡的數字不是以單一細胞計算,要嘛迷地原蟲比粒線體小得多。自己動手試試看:

圖4
20,000
相對於粒線體的大小

293% 的細胞體積塞不下:細胞會撐破

圖中是細胞的一片薄切面。在切面上,面積佔比等於體積佔比,所以比例是真實的。

互動圖:迷地原蟲會佔去肝細胞多少空間。

驗血

在塔圖因,魁剛金取了安納金的一滴血,把檢測數值傳給待在女王座艦上的歐比王。真實世界的實驗室做的事其實很類似:他們用定量 PCR 測量一個細胞帶有多少份粒線體 DNA,也就是 mtDNA 複本數,並把它當作老化與疾病研究中的指標。[10]

不過有個問題:一滴血裡的細胞大多是成熟的紅血球,而紅血球根本沒有粒線體,所以實驗室改算白血球。[10] 如果迷地原蟲和粒線體一樣,絕地的分析儀也得這麼做才行。

圖5
歐比王的掃描儀:指針衝出了刻度盡頭。

「沒有父親」

許蜜天行者說安納金沒有父親,魁剛金則推測這孩子是迷地原蟲孕育出來的。到了《西斯大帝的復仇》,白卜庭講起能讓迷地原蟲創造生命的達斯·普雷格斯,粉絲從此便一直懷疑是西斯在背後搞鬼。但 Lucasfilm 故事小組的答案是否定的:安納金的誕生和白卜庭毫無關係。[11]

處女生殖確有其事。2006年,英國動物園裡的兩隻科摩多龍產下的蛋,在沒有任何雄性參與的情況下孵化了;鯊魚、蛇和鳥類也辦得到。[12] 哺乳類就不行了:有些基因必須來自父親才能發揮作用。即便如此,2022年科學家仍藉由改寫其中七個「銘印」區域,用一顆未受精的卵培育出一隻小鼠。[13]

但迷地原蟲要面對的難題更棘手。母親有兩條 X 染色體,所以單靠她的基因造出的孩子會拿到 X 和 X——是個女孩。安納金卻是男孩,代表有什麼東西得寫出一整條 Y 染色體:大約6,200萬個 DNA 鹼基對。[14] 科摩多龍的情況剛好相反:牠們的雌性是 ZW,所以孤雌生殖只會生出兒子。

圖6
正常受孕 卵子X精子X/YXX♀︎/XY♂︎
沒有父親 卵子X卵子基因的複本XXX♀︎
安納金 卵子X原力??XY♂︎
科摩多龍 卵子Z/W卵子基因的複本Z/WZZ♂︎/WW✕
為什麼「沒有父親的男孩」最難解釋:Y 染色體總得有個來處。

遺傳之謎

我們的粒線體只來自母親:一顆卵子帶著10萬–60萬個粒線體,精子那少少幾個則在抵達時 DNA 已不完整,隨後便消失無蹤。[8][15] 如果迷地原蟲也這樣遺傳,路克和莉亞身上帶的就會是佩咪的迷地原蟲,而不是安納金的——安納金自己的迷地原蟲,也就到他為止了。

但整部傳奇呈現的恰恰相反:原力也會透過父親傳承。真實的細胞提供了一條出路:一個細胞保有多少粒線體,主要由細胞核裡的基因決定,而這些基因來自父母雙方。也許共生體本身來自母親,數量卻是由雙親共同遺傳。

圖7
  • 來自許蜜的粒線體
  • 來自佩咪的粒線體
  • 劇中原力強大
天行者家族:他們帶著誰的粒線體,又有誰原力強大。

現實世界的迷地原蟲

Midichloria mitochondrii

一種真實存在的細菌,經喬治盧卡斯同意,以迷地原蟲命名。它住在蓖麻硬蜱的粒線體裡,由母親傳給後代。[3]

Wolbachia

在超過40%的節肢動物物種中,都能在細胞裡找到它;它藏身卵中,由母親傳給後代。在某些微小的寄生蜂身上,它能讓雌蜂完全不靠雄性就生下女兒——貨真價實的「由共生體孕育」。[16]

Vibrio fischeri

住在夏威夷短尾烏賊發光器裡的發光細菌,能在夜裡幫烏賊消除影子、躲過掠食者。它們要等聚集得夠多才會點亮——而它們是靠化學訊號彼此「交談」來得知這件事的。[17]

粒線體與葉綠體

曾經是細菌,如今為每一個動物細胞和每一片綠葉提供動力。沒有它們,複雜的生命就不可能存在——這正是魁剛金對迷地原蟲的說法。

盧卡斯的後續構想:威爾斯

2018年,盧卡斯在與詹姆斯卡麥隆的對談中透露,他自己構想的後傳三部曲本來要深入「微生物世界」:一群他稱為「威爾斯」的生物以原力為食,才是真正掌控宇宙的存在。絕地、西斯和我們其他人,都只是供它們四處移動的載具,而迷地原蟲就是兩者之間的中介。盧卡斯也承認,很多粉絲大概會恨死這個構想。[18]

結論:迷地原蟲有多科學?

  • 住在我們細胞裡的生命屬實粒線體、Wolbachia、Midichloria
  • 由母親傳給孩子的共生體屬實粒線體、Wolbachia
  • 從一滴血算出數量屬實用 PCR 測量 mtDNA 複本數
  • 每個細胞裡有兩萬個部分屬實除非它們比粒線體小得多
  • 沒有父親的男孩不成立Y 染色體總得有個來處
  • 會說話的共生體部分屬實細菌會用分子互傳訊號
  • 告訴我們原力的意志超出科學範疇沒有任何儀器能驗證

迷地原蟲其實比它的風評更貼近真實的生物學:生命中的生命、藏在卵裡代代相傳的共生體、從血液中計算數量——這些全都真實存在。科學唯一給不了的,是原力本身。這樣大概也好。

資料來源

  1. Wookieepedia — “Midi-chlorian”
  2. Wikipedia — “The Force”: George Lucas on midi-chlorians and mitochondria
  3. Wikipedia — “Midichloria”
  4. L. Sagan (Margulis). On the origin of mitosing cells. Journal of Theoretical Biology, 1967
  5. Wikipedia — “Mitochondrial DNA”
  6. StarWars.com — “So What the Heck Are Midi-Chlorians?”
  7. P. An et al. Hepatocyte mitochondria-derived danger signals directly activate hepatic stellate cells and drive progression of liver fibrosis. Nature Communications, 2020
  8. The Embryo Project Encyclopedia (Arizona State University) — “Mitochondrial DNA (mtDNA)”
  9. B. Alberts et al. Molecular Biology of the Cell, 4th ed., table 12-1
  10. R. J. Longchamps et al. Evaluation of mitochondrial DNA copy number estimation techniques. PLOS ONE, 2020
  11. ComicBook.com — Lucasfilm Story Group on Palpatine and Anakin’s birth (2019)
  12. P. C. Watts et al. Parthenogenesis in Komodo dragons. Nature, 2006
  13. Y. Wei et al. Viable offspring derived from single unfertilized mammalian oocytes. PNAS, 2022
  14. A. Rhie et al. The complete sequence of a human Y chromosome. Nature, 2023
  15. W. Lee et al. Molecular basis for maternal inheritance of human mitochondrial DNA. Nature Genetics, 2023
  16. Wikipedia — “Wolbachia”
  17. S. C. Verma, T. Miyashiro. Quorum sensing in the squid–Vibrio symbiosis. International Journal of Molecular Sciences, 2013
  18. Gizmodo — George Lucas’ ideas for his own Star Wars sequel trilogy (2018)

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