文／羅智華

藻類也能用來發展綠色能源嗎？成功大學化工系特聘教授張嘉修結合成大生物科技中心、化學系、交通大學、高雄海洋科大組成跨領域團隊投入「微藻科技」研究，成功研發出直接吸收工業廢氣中二氧化碳的微藻養殖系統，發展潛力不但可觀，更申請多項專利，未來將可作為綠色生質能源「生力軍」。

歐美這幾年加緊腳步投入大豆、玉米等生質能源研發，以開發替代能源。而國際之所以如此積極的關係正是因為能源枯竭情況日益嚴重。從每天出門搭乘的大眾交通工具，到我們穿的衣服、甚至每天洗澡少不了的天然氣，在普羅大眾日常生活中，食衣住行幾乎已跟石化燃料息息相關，尤其工業革命之後，人類對石油、天然氣的依賴更與日俱增。但，再普及的能源也終有枯竭的一天，能源專家就預估，如果我們消耗能源的速度不變，三十年後，世界上許多大型油田就將面臨原油枯竭窘況。

除了能源危機引發國際關注外，更令環保團體擔心的是二氧化碳帶來的溫室效應與全球暖化，聯合國政府間氣候變遷小組（簡稱IPCC）也對此提出警告，20 世紀地表均溫已比過去增加0.6 度，若人類不趕緊防患於未然，暖化情況將有增無減，屆時冰山融化速度將愈來愈快，低窪國家民眾更可能成為第一波「氣候難民」。有鑑於此，成大團隊才會嘗試用微藻來發展生質能源，希望能為環保助上一臂之力。

「微藻是地球上最古老的生物之一，甚至比三葉蟲出現得還早」張嘉修表示，微藻屬於水生單細胞藻類，能有效率利用光能進行光合作用，早在三十五億年前就已出現在地球上，因此又有「古生物」的稱號。

除了生存年代久遠，最讓科學家吃驚的是它們的減碳能力，由於微藻須靠著光合作用才能存活下去，而二氧化碳更是微藻進行光合作用時最重要的要素之一，因此微藻邊行使光合作用時就能邊發揮降低二氧化碳的效果。根據統計，若要產生1 Kg的微藻，過程中得吸收1.6至2.0 Kg的二氧化碳，吸碳效率比一般陸地上的綠色植物要高出二十倍以上，可謂是生物界中的「減碳高手」。

張嘉修表示，正因微藻減碳成效不容小覷，也讓團隊發想出可利用工業廢氣排放的二氧化碳來培養微藻，藉此達一舉兩得功效。於是團隊與中鋼公司進行產學合作，在中鋼建置一套微藻養殖系統，利用中鋼所排放的高爐煙道氣來進行微藻養殖，並將所生產的微藻作為原料，藉此建立微藻生質柴油生產與技術平台，開發出微藻減碳與生質能源的生產技術。

養殖微藻需陽光30~37°最佳

張嘉修表示，相較於生質能源，一般人熟知的太陽能、風力、水力等再生能源，雖然也很環保，但卻容易受到陰天、風力不足等氣候影響，而反觀生質能源則具有受天氣影響較小的優勢，還能運用稻稈或有機廢水、玉米大豆等多元物質來開發生質能源。不只如此，生質能源還可透過多種形式產出，以「生質氫氣」為例來說，就可直接經由液化或儲氫材料來進行貯存，亦可透過燃料電池來轉化成電力，讓使用上更方便。

「南台灣的豔陽天很適合用來作為微藻的培養環境，」張嘉修表示，微藻喜歡生長在攝氏30度至37度的溫度環境中，經過團隊的深入研究後，更進一步培植後出可耐40度高溫的微藻，正好適合一年日照時數可達兩千小時以上的南台灣氣候，可說是「天時」與「地利」集一身，再加上「科技之力」，正好提供養殖微藻的最佳環境。

除了具降低二氧化碳的功能外，團隊表示，微藻更富含油脂、碳水化合物、蛋白質等許多高經濟價值的物質，可將這些物質轉化成生質燃料，從中製造出生質柴油與生質酒精等，還能攝取微藻的營養成分與綠藻萃出物，開發成健康食品與水產養殖飼料、化妝保養品等，讓微藻發揮一物多用的效果。

深度閱讀：

書名：千金難買藻知道─神奇的微藻

作者：闕鴻達

出版社：大康

出版日期：2011年08月10日

書名：認識綠色能源

作者：李育明

出版社：新自然主義

出版日期：2007年12月28日

原發表於人間福報

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• 作者 / 梅林．謝德瑞克
• 譯者 / 周沛郁

最多產、最能有創意地操控動物行為的，是一群住在昆蟲體內的真菌。這些「殭屍真菌」改變寄主行為的方式，得到明確的好處──真菌綁架一隻昆蟲，就能散播孢子，完成自己的生命週期。

研究最透徹的殭屍真菌是偏側蛇蟲草菌（Ophiocordyceps unilateralis），這種真菌的一生都繞著巨山蟻（carpenter ant）打轉。巨山蟻受真菌感染之後，會失去自己怕高的本能，拋下相對安全的巢，爬上最近的植物──這症狀稱為「登頂症」（summit disease）。在適當的時候，真菌會迫使巨山蟻用大顎鉗住那株植物、「死命一咬」，菌絲體從巨山蟻腳上長出來，把巨山蟻固定在植物表面。真菌接著消化巨山蟻的身體，從巨山蟻頭上發出菇柄，孢子撒向經過下方的巨山蟻身上。如果孢子錯失了目標，就會產生次生的黏性孢子，在作為引線的細絲上向外延伸。

殭屍真菌極為精準地控制它們寄主昆蟲的行為。蛇形蟲草（Ophiocordyceps）會強迫螞蟻去溫度、溼度剛好的區域死命一咬，讓真菌結實──就在森林離地二十五公分高的地方。真菌利用太陽的方向來引導螞蟻，在中午時分同步感染螞蟻。螞蟻不會咬進葉背的任何老位置。百分之九十八的情況下，螞蟻會咬住主脈。

殭屍真菌如何控制寄主昆蟲的心智，一直令研究者大惑不解。二○一七年，真菌操控行為的一位頂尖專家大衛．休斯（David Hughes）帶領的一支團隊，在實驗室裡用蛇形蟲草感染了螞蟻。研究者在螞蟻死命一咬的那一刻，把螞蟻的身體保存起來，切成薄片，重建真菌住在螞蟻組織中的三維圖像。他們發現真菌變成螞蟻體內的一個假體器官，占據螞蟻身體的程度令人不安。受感染的螞蟻生物量之中，高達百分之四十是真菌。菌絲從頭到腳蜿蜒鑽過螞蟻的體腔，纏住螞蟻的肌纖維，透過互連的菌絲體網絡來協調螞蟻活動。然而，螞蟻的腦中居然沒有菌絲。休斯和他的團隊完全沒料到這情況。他們預期螞蟻的腦部會有真菌，才能那麼精細地控制螞蟻的行為。

結果真菌似乎是採用藥理學的方式。研究者懷疑，真菌雖然沒有實際存在於螞蟻腦部，但還是靠分泌化學物質，影響螞蟻的肌肉和中央神經系統，進而操控螞蟻的行動。但究竟是哪些化學物質，還不清楚。也不知道真菌能不能切斷螞蟻腦部和身體的連結，直接協調螞蟻的肌肉收縮。不過，蛇形蟲草和麥角菌是近親，瑞士化學家艾伯特．赫夫曼（Albert Hofmann）最初正是從麥角菌分離出用於製造 LSD 的化學物質，繼而做出一類化學物質，LSD 正是衍生物──這類化學物質稱為「麥角鹼」。在感染的螞蟻體內，負責產生這些生物鹼的蛇形蟲草基因組啟動了，表示這些基因組在操控螞蟻行為的過程中，可能扮演了某種角色。

不論這些真菌是怎麼辦到的，它們的干預以人類的任何標準來看，都十分驚人。經過幾十年的研究，投入數十億美元的經費，用藥物調控人類行為的能力還完全無法微調。比方說，抗精神疾病藥物無法針對特定的行為，其實只有鎮定效果。相較之下，蛇形蟲草百分之九十八的成功率，不只是讓螞蟻向上爬或是死命一咬（這百分之百會發生），而是咬到葉片特定的部位，並且是對真菌最理想的環境。不過公平起見，蛇形蟲草和許多殭屍真菌一樣，其實有很長的時間可以微調它們的做法。受感染的螞蟻行為有跡可循。螞蟻的死命一咬在葉脈上留下明顯的疤痕，依據化石化的疤痕，這種行為的起源可以追溯到距今四千八百萬年前的始新世（Eocene）。真菌很大部分的時間都在操控動物心智，可能自己也有心智。

——本文摘自《真菌微宇宙：看生態煉金師如何驅動世界、推展生命，連結地球萬物》，2021 年 8 月，果力文化。

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