【話題肥皂箱】點亮黑夜的生物祕技

大自然的發光現象，不僅讓人讚嘆，還啟發了人類的研究與應用。螢火蟲的光芒、藻類在海面上的閃爍，背後都有其獨特的生物機制。科學家正逐步將這些原理轉化為技術：醫學上用於檢測疾病、能源領域探索更環保的照明方式、甚至在環境監測中追蹤污染源。這些光的祕密，讓我們看見自然與科技的交會，也讓人思考：在無數未知的黑夜裡，未來還會亮起多少新的可能？

「生物發光」是自然界中神祕又吸睛的現象之 一，它是指某些生物能在體內進行化學反應，釋放 出可見光，而這種光幾乎不會產生熱，因此被稱為 「冷光」。生物發光的例子極多，從螢火蟲、夜光 藻、深海魚類、水母、烏賊、真菌和細菌等，都可 發現。發光的用途五花八門，有的是浪漫告白的信 號，有的是隱身用的偽裝，有的則是獵食或嚇阻天 敵的武器。而人類則從這些發光生物得到啟發，開 啟了醫學檢測、環保照明等技術的新篇章。接下 來，就讓我們走進森林、海洋和科學實驗室，一起 來探索這些「點亮黑夜」的祕密。

森林裡的神祕燈火

在夏夜的森林裡，螢火蟲無疑是受矚目的明 星。當雄螢火蟲在草叢間飛舞時，腹部末端的發光 器不斷閃爍，那是牠們的求愛訊號與溝通密碼。每一種螢火蟲都有專屬的閃爍頻率和節奏，好比一段 段獨特的摩斯密碼，只有同種的雌螢火蟲能正確辨 認並回應。這樣不僅能避免不同物種之間的誤會， 也大大提高了配對成功率。更有趣的是，螢火蟲不 只成蟲會發光，許多螢火蟲的幼蟲甚至卵也能發出 微光，目的是在警告掠食者：「別吃我，我可能有 毒！」這樣的防禦策略也提升了牠們的存活率。 螢火蟲之所以會發光，是因為發光細胞內的螢 光素在螢光素酶的催化下，與氧氣發生氧化反應，從而產生光。除了螢火蟲之外，森林中還藏著會發 光的真菌，被稱為「發光蕈」或「螢光蕈」。這類 會發光的真菌通常生長在潮濕的落葉堆或腐木上， 夜晚會發出淡綠色的光，宛如一盞盞帶有科幻、神 祕氣息的迷你夜燈。科學家推測，其發光目的可能 是用來吸引昆蟲，幫助孢子傳播以利繁衍；但也有學者認為，那可能只是真菌代謝的副產品。無論原 因為何，它都是令人驚嘆的夜間奇景。

海洋中的光影奇兵

生物發光在海洋中非常普遍，尤其是深海區 域。例如住在深海裡的鮟鱇魚，頭上有一根狀似釣 竿的構造，前端還會發光，看起來彷彿提著一盞小 燈籠。其實，那根釣竿狀的構造是由第一背鰭特化 而成，叫做「吻觸手」，前端會發光的「餌球」裡 住著許多發光細菌，所以能在黑漆漆的深海引誘獵 物「上鈎」，當好奇的獵物靠近時，就會被鮟鱇魚 的大嘴一口吞下。 有種烏賊叫做螢烏賊或螢火魷，可以透過發光 來誘捕獵物或吸引異性，受刺激時 2 隻觸手還會發出 強光來威嚇敵人；日本富山灣是螢烏賊的著名產 地，每年 3 到 6 月，螢烏賊會從深海游至淺海產卵， 夜間常被海浪沖上岸，在岸邊形成一片奇幻的藍光 景象。而台灣馬祖每年春夏則會迎來著名的「藍眼 淚」，這是大量的夜光藻（又稱夜光蟲）在受到海 浪、風力或人為擾動時，所發出的藍色光芒，當夜 晚海浪一層層翻湧，整片海面彷彿被撒滿藍色星 辰，美麗又夢幻。 許多水母也會發光，用來吸引獵物、嚇退捕食 者或與其他水母進行溝通。例如水晶水母，牠體內 的發光蛋白（水母素）能在遇到刺激時釋放藍光， 此現象稱為「生物發光」；而其體內的綠色螢光蛋 白（GFP）則會在吸收藍光後轉化成綠光，此現象稱 為「生物螢光」。

科學家的靈感寶庫

生物發光與生物螢光不只讓我們驚嘆，更成為 科學家的靈感來源，啟發了科學與科技的新方向。 在醫學方面，將發光基因轉殖到細胞或微生物內， 可以透過發出的光來觀察、追蹤細胞活動或偵測病 原體，也可以追蹤癌細胞的生長和擴散情形。 在日常生活中，生物發光原理可應用於食物新 鮮度的判別、基因改造作物的辨識，或是改造農作 物及家庭植物，讓其在需要水分時發光，以有效利 用及節省水資源。在環境科技方面，科學家嘗試研 發「生物發光樹」，讓街道兩旁的樹木在夜裡自動 發光，城市將不再需要大量耗能的路燈，既環保又 美觀。除此之外，法國 Glowee 公司將發光細菌放 在充滿鹽水的容器中，打造出「生物發光路燈」， 完全不需要電力。雖然有些技術可能還在實驗的階 段，或是要大量生產仍有困難，但已經讓人對未來 充滿了想像。 也許有一天，夜市的攤位會由發光植物照亮， 公園小徑也不靠路燈照明，而是靠著生物發光的祕 技來點亮黑夜，甚至連書籍都能自行發光，讓人隨 時隨地在黑暗中閱讀，完全不需要電池或任何燈 具。也許有一天，有更多的也許都將成真，化為更 多的驚喜！