耶穌也不知道的聖誕節科學

本文與 威力暘電子 合作，泛科學企劃執行。

想像一下，當你每天啟動汽車時，啟動的不再只是一台車，而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機，後果會有多嚴重？方向盤可能瞬間失靈，安全氣囊無法啟動，整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情，而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天，我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟，汽車的「大腦」—電子控制單元（ECU），是如何從單一功能，暴增至上百個獨立系統？而全球頂尖的工程師們，又為何正傾盡全力，試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化？

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代，當時的汽車工程師們面臨一項重要任務：如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力？「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現，關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間：火星塞的點火時機，也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內，這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一！引擎效率就能提升整整一成！這不僅意味著車子開起來更順暢，還能直接省下一成的油耗。那麼，要如何跨過這道門檻？答案就是：「電腦」的加入！

工程師們引入了「微控制器」（Microcontroller），你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法，在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內，精準計算出最佳的點火角度，並立刻執行。

從此，引擎的性能表現大躍進，油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元（ECU）的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」（Engine Control Unit）。

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功，在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像：「這 ECU 這麼好用，其他地方是不是也能用？」於是，ECU 的應用範圍不再僅限於點火，燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車，甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而，問題來了：這麼多「小電腦」，它們之間該如何有效溝通？

為了解決這個問題，1986 年，德國的博世（Bosch）公司推出了一項劃時代的發明：控制器區域網路（CAN Bus）。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上，就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是，CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如，煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息，絕對能搶先通過，避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題，但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線，並連接各種感測器和致動器。結果就是，一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里，總重量更高達 50 到 60 公斤，等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面，大量的 ECU 與錯綜複雜的線路，也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束，簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障，無疑讓人一個頭兩個大。

汽車電子革命：從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代，汽車電子架構迎來一場大改革，「分區架構（Zonal Architecture）」搭配「中央高效能運算（HPC）」逐漸成為主流。簡單來說，這就像在車內建立「地方政府＋中央政府」的管理系統。

可以想像，整輛車被劃分為幾個大型區域，像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙，就像數個「大都會」。每個區域控制單元（ZCU）就像「市政府」，負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合，並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理，就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台（HPC）擔任，統籌負責更複雜的運算任務，例如先進駕駛輔助系統（ADAS）所需的環境感知、物體辨識，或是車載娛樂系統、導航功能，甚至是未來自動駕駛的決策，通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中， 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子，便精準地切入了這個趨勢，致力於開發整合 ECU 與區域控制器（Domain Controller）功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢，威力暘提供的解決方案，就像是將好幾個「分區管理員」的職責，甚至一部分「超級大腦」的功能，都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力，可同時支援 ADAS 與車載娛樂，還能兼容多種通訊協定，大幅簡化車內網路架構。如此一來，車廠在追求輕量化和高效率的同時，也能顧及穩定性與安全性。

萬無一失的「汽車大腦」：威力暘的四大策略

然而，「做出來」與「做好」之間，還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯？具體來說，威力暘電子憑藉以下四大策略，築起其產品的可靠性與安全性：

1. AUTOSAR ： 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層（RTE）和基礎軟體層（BSW）。就像在玩「樂高積木」，ECU 開發者能靈活組合模組，專注在核心功能開發，從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
   
2. V-Model 開發流程：這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般，左側從上而下逐步執行，右側則由下而上層層檢驗，確保每個階段的安全要求都確實落實。
   
3. 基於模型的設計 MBD（Model-Based Design）： 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具，把整個 ECU 要控制的系統(如煞車)，用數學模型搭建起來，然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前，就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷，，並驗證安全機制是否有效。
   
4. Automotive SPICE (ASPICE) ： ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」，它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性，而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」，也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化，並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作，其能否正常運作，自然被視為最優先項目。為此，威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準：ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統（特別是 ECU）的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」，從概念、設計、測試到生產和報廢，都詳細規範了每個安全要求和驗證方法，唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略，威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準，才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而，ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡，「大腦」變得更集中、更強大後，汽車產業又迎來了新一波革命：「軟體定義汽車」（Software-Defined Vehicle, SDV）。

軟體定義汽車 SDV：你的愛車也能「升級」！

未來的汽車，會越來越像你手中的智慧型手機。過去，車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」，想升級？多半只能換車。但在軟體定義汽車（SDV）時代，汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」，能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA（Over-the-Air）技術，車廠能像推送 App 更新一樣，遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過，這種美好願景也將帶來全新的挑戰：資安風險。當汽車連上網路，就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭，輕則個資外洩，重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV，業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略，確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程，到安全認證，這些努力，讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新，也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力，威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota，以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈，更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴，以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈，並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產，驗證其流程與品質。

毫無疑問，未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷，交由電腦判斷，比交由人類駕駛還要安全的那一天，離我們不遠了。而人類的角色，將從操作者轉為監督者，負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全，人類甘願當一個「最弱兵器」，其實也不錯！

y編按：「咦？這棵聖誕樹好像哪裡怪怪的？」

受夠了每年聖誕節時，在卡片上、街道旁的聖誕樹都都千篇一律的聖誕樹嗎？這些小動物們也是！於是牠們悄悄地變成了聖誕節的裝飾，你認得出牠們來嗎？

泛科學祝大家聖誕佳節快樂喔:)

• 備註：因為構圖關係，動物們的比例有進行縮放調整，並非等比例。
• 若要使用原圖做卡片的話，這裡走：《這棵聖誕樹哪裡怪怪的？》

• 文字撰寫：曾文宣（花園鰻、大鱗海鞘、乳頭棘蛛、避債蛾幼蟲、鐘型水母），曾柏諺（大旋鰓蟲、蜜罐蟻、大西洋海神海蛞蝓、小真菌蚋）
• 圖片繪製：微雨
• 編輯：y編

花園鰻：你才拐杖糖、你全家都拐杖糖

走一趟屏東海生館，在珊瑚王國館的底端，你一定會發現有不少遊客圍著圓柱形的展缸，發出少女般的讚嘆聲。「欸！你看這個！好可愛哦！！！」這是近年來超級火紅的明星珊瑚礁魚類：花園鰻。

花園鰻在分類上屬於糯鰻科（Congridae）底下、異康吉鰻亞科（Heterocongrinae）的成員，一共有30餘種，大多分布在印度洋和西太平洋海域，居住在近岸礁岩、底質具細砂的溫暖環境中。牠們最讓人津津樂道的，莫過於花園鰻的特殊習性：身體後半部埋在底砂裡、前半部則高舉在水中，隨著海流搖曳生姿。又因為總是一整群住在一塊，動作又很一致，大魚經過時全數瞬間縮回砂中，威脅一走又全數緩緩地伸出頭來，就像花園裡漸漸抽高的植物（不過筆者其實無法想像有這樣的植物XD）而得名。

展缸中黃白黃白間隔體色的是橫帶園鰻（Gorgasia preclara）、另一種全身灰色具細小黑點斑及兩對大型黑斑的則是哈氏異糯鰻（Heteroconger hassi），兩種體長最長大概達40公分。

對大多數喊「好可愛哦！」的遊客而言，花園鰻的生活似乎愜意極了。牠們似乎只做兩件事，一、伸出來，等著取食漂流而過的浮游生物，二、縮回去，以躲避掠食者。

沒錯，就是這麼蠢萌的外型和習性，花園鰻在幾年前聲名大噪，日本的水族館開始推出一系列的周邊商品，抱枕啦、吸管啦、鉛筆啦、帽子和聖代都有，非常轟動。甚至，他們還將每年的11月11日訂為「世界花園鰻日」，硬生生要跟Pocky巧克力棒日、還有光棍節撞在一塊，難道長長的東西都要同一篇歡慶就是了（好啦，世界蛇日不是這一天XD）

Ps. 還有動漫作家趕上了這股風潮，將花園鰻這種總是「進進出出」的動物設定為某部作品的吉祥物。各位有興趣可以搜尋《下流梗不存在的灰色世界》，值得一看嗎？我…我…我才沒有看過呢！

參考資料：

• 維基百科[Heterocongrinae]
• 台灣魚類資料庫[哈氏異糯鰻]

大鱗海鞘：千萬別惹這條彩帶

如果各位在大海裡瞧見了這種中空管狀的半透明的物體，先別急著厭世地覺得又是什麼人工垃圾破壞海洋，這東西可大有來頭！

• 這東西和我們脊椎動物的關係比起和昆蟲蝦蟹的關係都還要近。
• 有看過小說《群》吧？裡頭假想的智慧型群聚單體生物 Yrr，控制著大海引起一連串的災厄……這Yrr讀起來還跟這影片中的主角神似阿。

這根身長超過20公尺、直徑可達1.2公尺的中空管狀物，由數百隻或是數千隻的單體所構成，名為大鱗海鞘（Pyrostremma spinosum），每隻單體大概只有14 mm 那麼大，彼此也以膠狀物質牽連著！管狀的開口端是這群生物的後面、封閉端則是前面，這幾千隻的小生物便這樣慢慢地過濾海水中的細小食物，並將水排至管內。幾千隻單體過濾後的水往開口端排出，然後透過水流的反作用力，慢慢地一起移動，團結力量大呀！

大鱗海鞘，顧名思義，屬於海鞘這一類的動物。牠們和我們一樣屬於脊索動物門，但歸類在被囊動物亞門（Tunicata，舊名尾索動物亞門。我們則是脊索動物亞門）當中。幼體同樣具有脊索和背神經管，成體時消失。因此，這海漂垃圾般的群聚蟲蟲，比起蝦蟹昆蟲等的節肢動物門，可說是我們的遠房表親呢。

在這一群稱為海鞘的動物當中，樽海鞘綱（Thaliacea）的成員有別於常見底棲固定於原處的海鞘，牠們是終生在大海中隨波逐流的。有些物種各過各的，但也有不少物種會群聚成「鏈狀」或「管狀」的聚合體，一齊討生活。我們的鱗海鞘（俗名是pyrosome）就是管狀的例子，而樽海鞘（salps）則是形成長鏈狀，但後者的單體比起前者要大得多。

牠們受到驚擾時的反應更是讓人驚奇，鱗海鞘會發出亮藍綠色的生物螢光，因此俗名的Pyro（火）＋some（體），讓牠們也有了火體蟲這個搶眼的名字。169年前，大名鼎鼎、素有達爾文的鬥牛犬之稱的博物學家：湯瑪斯·赫胥黎，也曾被牠們閃耀到情不自禁寫下了這段話呢：「I have just watched the moon set in all her glory, and looked at those lesser moons, the beautiful Pyrosoma, shining like white-hot cylinders in the water.」。

Ps. 切記，如果真的遇上了大磷海鞘，可千萬不要一時興起游進管內。海洋無脊椎動物學家K Gowlett-Holmes 報告指出，她曾發現一隻企鵝死在兩公尺長的鱗海鞘群聚當中，可見，千萬不能低估這群膠狀小動物的強韌啊！

參考資料：

• 維基百科[Thaliacea]
• 1851年赫胥黎針對鱗海鞘和樽海鞘的觀察描述
• DeepSeaNews [The 60 foot long jet powered animal you’ve probably never heard of]

乳頭棘蛛：星星找海星太復古，找我才夠潮

如果每年聖誕樹頂上的星星都找海星來的話，那就太落伍啦。今年，我們有個更潮更具話題性的動物擔任聖誕樹星爵，那就是乳頭棘蛛（Gasteracantha cancriformis）……的女生！

棘腹蛛屬（Gasteracantha）是廣泛分布於新世界、南非、東南亞及澳洲的織網性蜘蛛，多棲居在低海拔的林緣或草叢邊，體型不大、不會超過三公分。體型雖小，但棘腹蛛們的模樣卻相當細緻搶眼、也帥氣滿點，平常鬆軟軟的蜘蛛腹部在牠們身上，是具有一到三對或長或短、或粗或細的棘刺，每個物種都略有不同，外型可能像六芒星、手裏劍、魟魚、飛碟、甚至是迴旋鏢都有。而且不少物種在棘刺和腹部主體上，有非常炫麗的高對比配色，白肚子+黑刺、白肚子+血紅刺、或黃肚子+紅刺等等，顏色相當多樣。

在台灣，一共有三種俗名稱作棘蛛的蜘蛛，分別是數量比較多的乳頭棘蛛、古氏棘蛛、和梭德氏棘蛛。我自己曾經在旗山服役的學校後頭，走一趟發現十多隻的古氏棘蛛（G. kuhlii），白肚黑刺一身對稱的牠們，真的超可愛又不害羞，大剌剌地待在圓網正中間讓你徐徐按下快門。梭德氏棘蛛（G. sauteri）則是三者當中最美艷的，鮮黃色橢圓形寬長的腹部，其上帶有黑斑，兩側還有紅色延伸的長棘刺，美的出奇。而乳頭棘蛛（Thelacantha brevispina），後來發現中文俗名使用失當，應改為短棘蛛才對，真正的乳頭棘蛛，應該只有美洲才有哦！

不過這些成員都有個共通的模式，那就是只有雌蛛才有如此亮眼的棘刺，到了雄蛛身上，這些棘刺多半又小又短鈍、只有被忽略的份。下回，有機會遇上這些帥氣又溫馴的女孩們，相機就準備好吧！

順帶一提，乳頭棘蛛的學名是來自古希臘Gaster（腹部）＋acantha（刺）、和拉丁文 cancer（螃蟹）+formis（模樣）的意思，非常貼切哦！

參考資料：

• 維基百科[Gasteracantha cancriformis]
• 嘎嘎昆蟲網[棘蛛]
• Facebook: RJ CHEN 網誌 [台灣的棘蛛]
• Animal Diversity Web [Gasteracantha cancriformis]

避債蛾幼蟲：我是毬果，你看不到我

聖誕樹上高掛的毬果吊飾，長相似乎有點走鐘。沒錯，這是一個大家絕對有親眼看過，卻可能不曾好好多留心半刻的偽裝大師：避債蛾（Psychidae）的幼蟲！

筆者第一次從朋友口中聽到這個名字還確認了數次，避債蛾？躲債的那個避債蛾？

是的。不知道當初給這個中文俗名的科學家是不是傾家蕩產做研究，計畫沒有拿到又得養助理、學生而欠了一屁股債，只好餐風露宿、裹著一件睡袋過聖誕節（好逼哀啊）？另一個比較中性一點的名字是蓑蛾，英文俗名則是簡單使用了bag+worm，都是形容這種世界廣布的蛾類，其幼蟲具有揹著護身鎧甲到處跑的習性。

避債蛾的幼蟲會利用泥沙、樹枝、殘葉等材料，纏繞自己的絲線，製作成一個囊袋住在裡頭。吃東西或是移動時，會將頭手伸出睡袋外，移動時就扛著這一大包趴趴走。一旦遇到危險，就會迅速躲入這個不起眼的小睡袋中。等到要化蛹了，就把這個睡袋繫在石頭、樹葉或人造物底下。有趣的是，雌蛾羽化後仍然宅在家躲債，牠們沒有發育出口器和翅膀，只能在家散發著費洛蒙、等著白馬王子—雄蛾飛來搭救她、並與之交配。結束過後，雌蛾還是不出來，她將會在自己的睡袋中產下大量的卵，然後死去。而新一代的幼蟲則從老媽的睡袋、娘家、洞房、產房中，開始嶄新的還債篇章（誤）。

不同種類、不同個體做出來的蓑巢都不太一樣哦。這裡，點綴蠶食著聖誕樹的主角則是來自美國東部，數量不少、喜食松柏杉的常綠樹蓑蛾（Thyridopteryx ephemeraeformis）。

參考資料：

• 維基百科[Bagworm moth]
• 嘎嘎昆蟲網 [認識避債蛾]
• North Carolina State University, Department of Entomology Insect Note [Bagworms]

鐘型水母：不會叮叮噹，但會螫到你沒叮沒噹

鈴鐺般的外觀、細長的觸手，這是在澳洲奪走至少60條人命的頭號殺手，也是全世界最毒、最危險的動物—鐘型水母，或稱作澳大利亞箱形水母（Chironex fleckeri）。牠們最響亮的俗稱，聽了都令潛水客膽寒，致命的「海黃蜂」！

鐘型水母是立方水母綱（Cubozoa）裏頭體型最大的一員，鈴鐺狀的傘狀體可以長到籃球那麼大，重達兩公斤。多達60根的觸手在打獵時可以延長到三公尺長，每根上面都有數以百萬計的刺絲胞，用來將細小的毒針射進獵物體內，快速奪走對方的性命。

鐘型水母分布於越南、菲律賓至新幾內亞和澳洲東北部的淺海域裡頭，由於其日行性的習性及半透明的身體，置身在例如昆士蘭混濁的海水浴場裡，容易被這種水母螫傷。其刺絲胞中的毒素，會迅速引起劇烈疼痛、在五分鐘內大亂體內心血管系統，若沒有即時注射解毒劑，遭螫傷的患者可能在十多分鐘以內因心搏停止而死去。

像這樣不好惹的劇毒鈴鐺，還是得提防特定掠食者的。在整個西太平洋海域，綠蠵龜或革龜等海龜，就是著名的水母饕客。牠們只要把眼睛闔上，水母的刺絲胞就完全奈何不了海龜身上的硬殼和鱗片，只能當作蒟蒻點心被吃掉囉！

可是呀，近年來海洋垃圾的問題越來越嚴重，海龜們分不清塑膠袋和水母就都全吞下肚，造成不少憾事。而這些大型掠食者數量的下降，連動著讓不少海域的水母數量開始激升，也引來非常嚴重的生態問題。因此，總別以為海洋離我們很遠、與我們無關，這些由人們挑起的狂瀾，這些數字上的變化，無疑就是環境伺機反撲的警鐘呀。

參考資料：

• 維基百科[Chironex fleckeri]
• Animal Diversity Web [Chironex fleckeri]

大旋鰓蟲：聖誕樹 4ni！

擁有耶誕樹蟲（Christmas tree worms）之稱的大旋鰓蟲（Spirobranchus giganteus），盛開在全球熱帶海洋的珊瑚礁上，有玩海水缸的朋友一定對他不陌生，他就是水族箱裡管蟲的親戚，但是玩家一定覺得很奇怪，說是「管」蟲怎麼沒有管呢？原來大旋鰓蟲的棲管隱藏在與之共生的珊瑚礁裡，因此從外觀上就好像從珊瑚上開出的小耶誕樹一般，這才有此美名。

大旋鰓蟲在繁殖季節會對海水釋放出精子與卵子，當精子與卵子相遇受精後便降落在活珊瑚上，分泌酸性物質在珊瑚上開一個洞，接著才分泌碳酸鈣製造自己的棲管，以這般雙重保護定居在珊瑚礁裡。

而我們在看到他在水中擺來擺去，看起來像是耶誕樹的構造稱作鰓冠，注意到上面佈滿細小的纖毛了嗎？以蜉蝣動植物維生的牠們，當他的纖毛攫獲到食物時，會擺動著將食物送回中央鰓柱的口部；不僅如此，這些鰓冠也肩負著交換氧氣的呼吸功能。當鰓冠受到光與機械刺激時，可是會咻的一下快速縮回鰓管中，等一陣子感覺周遭安全了才再度舒展開來。

至於大旋鰓蟲對珊瑚這房東來說是奧客還是好客人呢？科學家發現在大旋鰓蟲保護下，珊瑚可以避免天敵棘冠海星的啃咬，看來這棵耶誕樹可不只是擺著好看，還很實用呢。

參考資料：

• RedOrbit
• Rob Toonen, Ph.D., Invertebrate Non-column: Christmas Tree Worms, Advanced Aquarist
• A Snails Odyssey, Learn About Tubeworm, Foods & feeding
• GOIN TUBING! Keeping Tube Worms (Families Sabellidae and Serpulidae), Reef Tectonics
• 作者臉書

蜜罐蟻：球球！是球球！

蜜罐蟻是生活在美洲、澳洲甚至是大洋洲，包含了數十種螞蟻的統稱。雖然分別被劃分在不同屬裡，但這群螞蟻們可都有個共通點，就是都得在乾燥地區討生活。

在沙漠等地區食物與水資源可說是得來不易呀！在這樣嚴苛的環境壓力之下，蜜罐蟻們演化出了以身體儲存食物的能力。

平常衣食無虞的時候，蜜罐蟻的工蟻們就如同一般螞蟻一樣，孜孜矻矻地將食物搬回巢穴，不過在巢穴中待命的夥伴可就神奇啦，蜜罐蟻族群裡有一群專門儲存食物的工蟻，會倒掛在巢穴通道頂上，將其他工蟻採集回來的植物汁液、無脊椎動物體液等等喝下儲存在腹中；而在糧食短缺的日子裡，只要用觸角碰碰這些大腹便便的儲存蟻，牠們便會將蜜露再反芻出來，藉由這樣的機制達到保存糧食的效果呢。

可別看蜜罐蟻小小一隻，當他們達到儲存的「完全體」時可以到一顆波霸珍珠那麼大！雖然國外是說葡萄但是我覺得是外國的葡萄太小顆的關係。在墨西哥與澳洲等地，可都是原住民的美食，而據BBC主持人大衛艾登堡爺爺在節目中親身嘗試的描述，這些蜜罐蟻吃起來又暖又甜喲。

參考資料：

• Honeypot Ants – Album on Imgur
• Honeypot ant – Wikiwand
• WebCite query result
• 蜜罐螞蟻 – Myrmecocystus sp。 事實，證明antARK
• Honeypot Ant: Facts About Honeypot ants – YouTube
• SWEET CANDY ANTS – Honeypot Ants | Ant Love Contest 2017 – YouTube
• Honeypot Ants – Hormigas Melíferas (Subtitulado Español) – YouTube
• Ant colony raids a rival nest – Natural World – Empire of the Desert Ants – BBC Two – YouTube

大西洋海神海蛞蝓：長的華麗，連名字都帥帥der

海蛞蝓們大多不怎麼擅長游泳，即便是稱作「海神」的大西洋海神海蛞蝓（Glaucus atlanticus）也不例外，大多數的時間牠們都是仰賴腹中的氣囊漂浮在水面，並隨著水流四處飄浮。

而要是恰好碰上同樣四處飄浮的僧帽水母那可就能夠大飽口福啦，你沒看錯，大西洋海神海蛞蝓熱愛的美食竟然是最惡名昭彰的僧帽水母，還不僅如此，就如同許多海蛞蝓都有神奇的轉移能力一樣，大西洋海神海蛞蝓能夠將水母的刺絲胞轉移到自己背部的樹枝狀結構裡，因此要是在海岸邊遇見被浪打到岸上的大西洋海神海蛞蝓，可別冒冒失失地用手去抓，否則那滋味可不太好受呢。

值得注意的是，因為氣囊位置的關係，大西洋海神海蛞蝓如果不是刻意調整姿勢幾乎都是以腹部朝天的樣貌出現。如果你仔細觀察便能發現，大西洋海神海蛞蝓的腹部具備美麗的藍色，而背部則是銀白色澤，這有什麼特別之處呢？原來這樣的體色倘若由上往下看的時候便能利用藍色將自己與海水融成一體，而由下往上看的時候恰好就和亮白的天空一模一樣啦。像這樣子的特徵生物學上稱作「反蔭蔽(的體色)」，你熟悉的企鵝也是採取這樣的策略將自己隱藏在背景中來躲避如虎鯨一般的天敵喲。

參考資料：

• 軟Q海洋繽紛樂：海蛞蝓（下） | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心
• Glaucus atlanticus – Google 搜尋
• Glaucus atlanticus | Strange Animals
• <i>Glaucus atlanticus</i>, Blue Ocean Slug
• Glaucus atlanticus – 維基百科

小真菌蚋：一閃一閃藍光蟲

當你一腳踏入紐西蘭島的懷托摩洞穴（Waitomo Cave），如果是不知情的朋友，抬頭仰望時或許就如同十九世紀的探險家一樣，以為看見了星空呢。

這些星子的真面目其實是小真菌蚋（Arachnocampa luminosa），又稱作藍光蟲、紐西蘭螢火蟲、穴螢火蟲，不過雖然有螢火蟲之名，但他們其實隸屬於雙翅目的角菌蚊科（Keroplatidae），換句話說，比起鞘翅目螢科（Lampyridae）的螢火蟲，蚊子才是他們的親戚啦。

而這些在洞頂熠熠生輝的正是小真菌蚋的幼蟲，牠們在洞頂吐絲織巢，並垂下長達卌公分、多達七十條之譜的粘絲，在一旁守株待兔等著哪個倒楣鬼一頭撞上，成為今天得來不易的晚餐。有趣的是，大家常誤會這些絲線就像是LED燈泡一樣發著光，不過其實發光的是小真菌蚋馬氏管裡的螢光素，藉由氧化還原一閃一閃，絲線本身並不發光，僅僅是折射與反射罷了。然而在攝影師長曝光的巧手之下，整個小真菌蚋的族群就像是在洞頂一座座華麗的水晶燈，閃耀著童話般的湛藍光彩，實在是太夢幻了。

參考資料：

• Arachnocampa luminosa – Wikiwand
• Arachnocampa – Wikiwand
• Bioluminescence | chemical reaction | Britannica.com
• BBC – Earth – New Zealand’s Waitomo Cave is illuminated by a strange light
• New Zealand Fungus Gnat – Arachnocampa luminosa
• The Glowing Spider-Worms of New Zealand – Scientific American Blog Network

你認出來幾個了呢？若還有遺珠之憾，也歡迎留言給我們，或許他們明年就出場了呢！

• 編譯／李紀潔、羅鴻｜陽明大學基因體科學研究所畢業生
  蔣維倫｜喜歡虎斑、橘子、白底虎斑、三花貓。曾意外地先後收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學PanSci專欄作家、上下游新聞市集公民寫手、故事專欄作家。

陽光不僅是許多生命體的能量來源，也是影響不同時刻溫度、濕度等條件的因子。因此，地球上各個層級的生物體內演化出的生理時鐘（Biological clock），就扮演著協助生物感知時間流逝、日夜交替以做出特定行為的重要角色。但這套神奇的生理時鐘到底是如何運作呢？

今年的諾貝爾生理醫學獎得主 Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash 和 Michael W. Young 的研究即打開了這扇窗，讓我們可以一探到底植物、動物和人是如何調適體內的生物時間，讓其與地球的運行同步。

他們在果蠅身上找出一個能控制生物每日生活節律的基因。此基因生產出的蛋白質會在夜間累積，並且在白天降解。他們進一步的研究發現這套調控機制的其他蛋白質，由此揭示了生理時鐘的分子機制。現在我們已知其他多細胞生物，包括人類都是透過相同的原理來調控生理時鐘。

這套精準的生理時鐘協助我們管理了生物行為、荷爾蒙濃度、睡眠、體溫、新陳代謝等。當我們的外部環境和體內生理時鐘有差異時（如：搭乘飛機跨越時區生活），我們的身體會受到影響。而近來也有證據推測，如果我們的生活作息和生理時鐘長期地無法一致，那麼將會增加許多疾病的風險。

生物體內看不見的時鐘，正在滴答滴答

絕大多數的生物體能夠感測並適應生活環境中的變化。18世紀時，天文學家 Jean Jacques d’Ortous de Mairan 研究了含羞草，他觀察到了含羞草的葉子在白天時向著陽光，並在晚上時關閉。當他將含羞草放在永遠黑暗的環境時，發現葉子仍依照著原來的時間打開、關閉，因此他猜測含羞草體內有著自己的生理時鐘。

後續的研究學者發現不只是植物，其他的動物甚至於人類也都有類似的生理時鐘。科學家命名這種生理節律現象為晝夜節律（Circadian rhythm；又稱日夜節律、概日節律、日變週期），但生物體內的生理時鐘如何運行仍舊是個謎題。

從果蠅身上發現的「週期」基因開啟生理時鐘研究之路

上個世紀的70年代，Seymour Benzer 和 Ronald Konopka 利用基因突變的方法發現調控果蠅生理時鐘的基因，他們將此基因命名為「週期（period）」。但是這個基因是如何調整這些小昆蟲的生理時鐘呢？

為了回答這個問題，Brandeis 大學的 Michael Jeffrey Hall、Michael Rosbash 以及 Rockefeller 大學的Michael Young 分別成功的分離和分析了「週期」基因。Hall 和 Rosbash 更進一步發現了「週期」基因轉錄而成的 PER 蛋白質會隨著日夜週期改變其表現量；PER 蛋白質會在夜晚時累積在細胞內、白天時被降解，以 24 小時為週期，隨日夜同步持續變化。

環環相扣的基因調控

接下來的問題是，生物體如何建立及維持生理時鐘的波動？Jeffrey Hall 和 Michael Rosbash 的假設是 PER 蛋白質對於自身有負回饋機制。換言之，PER蛋白質會抑制 「週期」基因的轉錄和轉譯，當 PER 蛋白質的濃度高於一定程度時，會回過頭來抑制自己的生產。而這樣的負回饋機制造就了穩定的生理時鐘循環。

這個理論很吸引人，但留下了幾個延伸的問題未解，其中之一就是──在細胞質產生的的 PER蛋白質，要如何在夜晚時進入細胞核去抑制「週期」基因呢？1994 年，Michael Young 發現了另一段關鍵的基因──「永恆（timeless）」。「永恆」基因產出的蛋白質－TIM 蛋白質能和 PER 蛋白質結合並進入細胞核，完成上述學者所假設的負回饋機制。

晝夜節律中， PER蛋白質隨日夜循環的機制已經有了清楚的解釋，那循環的週期又是透過何者調控呢？Michael Young 在 1998 年發表於期刊《細胞》（Cell）期刊之研究，發現另一個基因「雙倍時間（doubletime）」。其所生產的 DBT 蛋白質會延緩 PER 蛋白質的累積，以協助細胞調節生理時鐘能更接近一天24小時的週期。

得獎者們突破性的研究替生理時鐘領域打下了重要的基礎。後續的研究也陸續地發現其他參與生理時鐘的基因，並更進一步闡明生理時鐘的功用和穩定性。像是科學家也在人類上找到了某些生理時鐘基因的突變，會造成人整體生理時鐘提早4小時的「家族性睡眠象限提前綜合症」（FASPS）。

好好遵守時間啊，我們的生理狀態

從過去到現在的研究都證實生理時鐘深深地影響我們的生理狀態。我們現在已知人類和多細胞生物都用類似的機制來調節體內的生理時鐘。我們體內大多數的基因都受到生理時鐘的調控，調節精準的晝夜節律機制協助我們的生理與每天的作息同步。奠基於三位獲獎者的不凡研究，研究生理時鐘的領域已經發展成一個重要和活躍的範疇，並持續影響著我們的健康。

如果你生活在「日不落」的國度……

住在高緯度的人在冬夏時會經歷永晝、永夜等現象，而長時間看不到太陽/天黑都可能造成憂鬱傾向，甚至導致失眠和誘發自殺。

那長年居住在冰雪中的其他生物怎麼辦呢？研究指出馴鹿的細胞雖然也有表現 Per2 和 Bmal1 基因這兩個生理時鐘的基因，但是他們卻沒有明顯的24小時的週期變化。科學家推測因為在長晝長夜的環境中，擁有穩定的生理時鐘反而會拖累身體適應周遭的環境。況且比起擁有每天準時起床的能力，馴鹿更在意不要錯過繁殖季的到來，不然錯過又要再等一年啦。

參考文獻：

• 諾貝爾獎官方新聞稿
• LeGates, T. A., Fernandez, D. C., & Hattar, S. (2014). Light as a central modulator of circadian rhythms, sleep and affect. Nature Reviews. Neuroscience, 15(7), 443.
• Paul, M. J., & Schwartz, W. J. (2010). Circadian rhythms: how does a reindeer tell time?. Current Biology, 20(6), R280-R282.