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研究所 , 並 擔任 網路 科普 社團 插畫家 。 喜歡 動物 , 喜歡 海 ; 喜歡 將 知識 簡單化 , 卻 喜歡 生物 的 複雜 ; 用心 觀察 世界 的 奧祕 , 朝 科普 作家 與 畫家 的 目標 前進 。 賞 螢 須知 賞 螢 時 , 一定 要 遵守 「 三 不 一 沒有 」 , 不 用 網子 、 不 拿 手電筒 直射 ( 須 加 紅色 玻璃紙 ) 、 不 抓 螢火蟲 及 沒有 光害 , 才 不會 打擾 螢火蟲 閃死 人 不 償命 的 相親會 喔 ! 動物 的 好 本領 __UNDEF__ 用 光 說 悄悄話 ── 螢火蟲 __UNDEF__ 國中 生物 教師 __UNDEF__ 梁楹佳 __UNDEF__ 一 、 __UNDEF__ 主題 導覽 《 科學 少年 》 動物 的 好本領 〈 用 光 說 悄悄話 ── 螢火蟲 〉 關鍵字 : 1 .
螢火蟲 2 .
螢光 酵素 3 .
螢光 蛋白 4 .
生物 發光 告別 冷冽 的 冬季 , 在 喜氣洋洋 的 春節 過後 , 大地 逐漸 春暖花開 。 似乎 也 預告 春 末 夏 初 的 賞 螢 活動 即將 隆重 登場 。 螢火蟲 和 田 間 的 許多 生物 如 青蛙 、 泥鰍 一樣 , 在 早期 的 臺灣 鄉間 , 是 許多 人 共同 的 兒時 記憶 。 但 這些 生物 也 扮演 著 環境 的 指標 , 在 環境 的 破壞 與 惡化 後 , 消逝 在 鄉野 間 。 近日 環保 意識 逐漸 抬頭 , 及 有心 人士 的 苦心 經營 , 環境 漸漸 改善 , 蛙鳴 回來 了 ! 火金姑 回來 了 ! 臺灣 的 鄉間 夜晚 多 了 些 夢幻 與 想像 。 動物 的 好 本領 〈 用 光 說 悄悄話 ── 螢火蟲 〉 一 文 中 , 對 螢火蟲 生活史 、 發光 現象 、 臺灣 螢火蟲 及 賞 螢 活動 做 詳細 的 介紹 , 是 今夏 很 棒 的 賞 螢 指南 。 發光 生物 螢火蟲 之所以 吸引人 , 主要 是 能 在 黑夜 裡 , 發出 猶如 星光 般 不斷 閃爍 的 夢幻 光景 , 這 種 生物性 的 發光 現象 我們 稱 之 為 「 生物 螢光 」 , 在 大自然 中 , 除了 螢火蟲 外 , 還 有 許多 可 發出 生物 螢光 的 物種 , 從 海洋 裡 的 脊椎 、 無 脊椎 動物 、 微生物 , 到 陸生 生物 上 都 有 , 如 : 烏賊 、 水母 、 蝦子 … … 等 。 發光 生物 中 大都 靠 自身 細胞 的 生化 反應 而 發光 , 主要 的 原理 可 分為 二 種 : 1 .
__UNDEF__ 藉由 螢光 酵素 的 催化 下 , 使 螢光素 進行 一連串 的 生化 反應 , 最後 以 螢光 的 方式 將 能量 釋放出來 , 螢火蟲 就 是 利用 這 種 方式 發光 。 2 .
__UNDEF__ 藉由 螢光 蛋白 發光 。 螢光 蛋白 是 一 種 可 直接 發出 螢光 的 蛋白質 , 它 吸收 外來 的 能量 , 像是 紫外線 , 就 會 發出 螢光 , 例如 水母 , 便是 藉由 這 方式 發光 。 生物 所 發出 的 螢光 被 稱做 冷光源 , 是 因為 發光 反應 過程 中 大部份 的 能量 都 用來 發光 , 只 有 2 - 10% 的 能量 會 轉化為 熱能 , 非常 節省 能量 , 這 是 何以 螢火蟲 停 在 手掌 上 時 , 我們 不會 有 熱熱 的 或 燙燙 的 感覺 。 發光 的 目的 生物 為何 發光 ? 其 發光 的 目的 為何 ? 每 種 生物 發光 配合 牠 存活 的 環境 , 有 不同 的 目的 與 意義 , 筆者 將 之 歸納為 以下 幾 個 :1. 捕食 ── 某些 深海 魚類 如 鮟鱇魚 發出 光 吸引 獵物 。 這 種 魚 頭部 伸出 懸掛 的 發光器 , 可 將 小型 魚類 吸引到 自身 附近 。 2. __UNDEF__ 自我 防衛 ── 某些 浮游 生物 感覺到 牠 的 天敵 接近 時 , 會 立刻 發出 螢光 。 如此 也 會 將 捕食 天敵 的 動物 吸引過來 , 這樣 就 可 避開 被 捕食 的 危機 。 3. __UNDEF__ 吸引 異性 ── 如 螢火蟲 在 交配 季節 腹部 規律性 的 閃爍 以 吸引 異性 前來 交配 。 4 .
__UNDEF__ 交流 ── 透過 發光 提供給 同種 生物 訊號 , 產生 某些 一致 的 行為 , 如 文 中 所 提 螢火蟲 的 「 齊爍 行為 」 。 5. __UNDEF__ 驅除 ── 所有 種類 的 螢火蟲 幼蟲 都 能 發出 警示性 的 光 來 驅走 捕食 者 。 6. __UNDEF__ 照明 ── 因 海水 把 紅 光 濾掉 , 使 一般 深海 掠食 者 看 不 見 紅色 的 獵物 , 而 深海 中 某些 巨口魚科 的 魚類 , 因 身體 可 發出 紅 光 , 使 牠們 能 獨享 這些 紅色 獵物 。 文 中 作者 也 清楚 地 描述 , 螢火蟲 的 生活史 中 , 每 個 階段 都 會 產生 發光 訊號 , 而且 每 個 階段 的 目的 也 各 有 不同 。 1 .
卵期 ── 發出 微弱 螢光 有 警示 作用 。 2 .
幼蟲 ── 發光 則 有 照明 和 警戒 作用 。 3. __UNDEF__ 蛹期 ── 受到 干擾 也 會 發光 , 功能 是 具有 警戒 和 卻 敵 作用 。 4 .
__UNDEF__ 成蟲 ── 發光 目的 較為 多元 , 呼朋引伴 和 求偶 , 甚至 一起 發光 阻嚇 獵食 者 。 因此 , 當 我們 在 觀賞 螢火蟲 發光 閃爍 的 同時 , 我們 可 知道 ? 每 一 個 閃爍 的 星點 也許 正 傳述 著 不同 的 訊號 , 訴說 著 不同 的 故事 喔 ! 發光 物質 的 應用 科學家 們 投注 大量 的 心力 , 在 生物 發光 機制 及 發光 物質 的 解密 。 累積 的 眾多 研究 成果 已經 為 人類 在 生活 、 醫學 、 科學 研究 等 各 方面 帶來 了 具體 的 改變 。 這 是 在 欣賞 螢火蟲 之餘 , 如果 對 這些 衍生性 的 應用 有所 瞭解 , 想必 在 內心 會 多 一 份 感動 ! 1. 照明 ── 如 常見 的 螢光燈 和 發光 二極體 ( LED ) 都 是 基於 螢光 的 原理 發展出來 。 而 人類 還 在 努力 的 是 照明 工具 的 發光 效能 , 希望 達到 螢火蟲 95% 的 高效率 , 且 能 大量 減少 熱能 產生 。 2 .
__UNDEF__ 印刷 防偽 技術 ── 大部分 國家 的 鈔票 及 證件 等 , 都 會 利用 螢光 物質 與 原理 , 讓 鈔票 及 證件 在 紫外線 下 發出 螢光 的 特點 防偽 。 3 .
__UNDEF__ 研究 方法 的 改良 ── 螢光 蛋白 的 強 螢光 , 取代 過去 利用 具有 放射性 同位素 進行 的 實驗 方法 , 提供 基礎 科學 研究 者 更加 安全 的 實驗 試劑 , 避免 受到 同位素 的 放射線 傷害 。 4 .
精進 生物 醫學 技術 ── 利用 不同 種 螢光 蛋白 的 光譜 作為 標誌物 及 指示劑 , 以 追蹤 細胞 內 電位 變化 、 酸鹼值 改變 、 離子 濃度 變化 、 蛋白質 間 相互 作用 機制 等 。 甚至 可以 用來 協助 檢測 疾病 病因 。 5 .
螢光 生物 ── 利用 生物 發光 原理 及 發達 的 生物 技術 , 使 原本 不會 發光 的 生物 , 藉由 基因 轉殖 技術 而 發光 。 創造 愈來愈 多 的 螢光 生物 , 這些 螢光 生物 , 被 應用 在 各 個 研究 領域 , 期待 開創 更多 科學 的
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