科普活動：生物發光的原理及其在科學研究之應用（主題一）

生物發光現象(bioluminescence)可簡單定義為生物本身製造和發散出可見光，它在自然界十分常見，除了植物以外，有十多個動物門、細菌、真菌及雙鞭毛蟲(藻)等都會進行發光；而科學家目前已可利用基因轉殖技術，製造出發光植物。在我國最知名的生物發光範例，當數螢火蟲(如紅胸黑翅螢、黃緣螢)及雙鞭毛藻(俗稱藍眼淚，可見於馬祖及高雄等地區)；而國內也有教師們培育發光覃及發光菌，用作教學及科展的題材，可見生物發光現象深具觀光及教學之價值。 生物為何要發光？目前相信其具備如吸引、防禦、警示、溝通、 擬態、照明等重要功能。實際上生物發光的功能，應遠遠超過上述六項。生物發光在科學上及日常生活之應用，現已十分廣泛。在科學上的應用包括 (1)結合免疫染色法觀察細胞的構造；(2) 結合流式細胞儀進行細胞的分類及計量；(3) 結合基因轉殖動物模式(transgenic animal model)，觀察胚胎及特定器官的發育過程等。而在日常生活之應用上，則可用於致病原及毒素的鑑定；食物新鮮度的判別；基因改造作物(genetic modified organisms)的辨識等，以提昇對消費者的保障。也有創新性的嘗試，如改造行道樹，使其晚間發光以節省電力；或改造農作物，讓其在需水時發光，以有效利用及節省水資源。更多有效的應用方式，仍待進一步的探究及發掘！ 儘管生物發光已廣泛地應用於科學研究上，相關研究亦曾獲得諾貝爾獎之殊榮(2008年)，然而一般大眾對於生物發光的認知，大多只停留在新奇的發光寵物(如發光魚等)，而對其原理、功能及應用之理解則十分有限，也常和其他光學現象，例如反射(如月光) 、折射(如彩虹) 及繞射(如光暈及信用卡上的全像片)等混為一談；更遑論對其種類、作用原理、生物功能及應用的瞭解。本計劃針對生物發光的定義、原理、功能及應用等四個面向進行介紹，以「科普工作坊」及「一般科普推廣」兩類活動，配合「演講」、「圖片」、「短片」、「實物展示」及「動手做」等五種方式，針對一般民眾及國中小學生進行科普推廣活動。這一年來分別在臺北市、新北市、宜蘭縣、金門縣、南投縣、嘉義縣、高雄市等六個縣市舉辦，均獲得非常熱烈的回響。自執行成效看來，本計劃之執行除了實質幫助生物科技之推廣外，更結合其他學校或民間團體共同參與，成效堪稱豐碩。