螢火蟲會利用閃光來吸引異性，不過這樣的生物體發光同時也會引來掠食者的注意。然而這一篇發表在《動物行為》（Animal Behaviour）上的新研究發現，如果對掠食者來說，閃著光的螢火蟲吃起來並不可口，往後牠們便會避開閃光。
科學家製作了一隻假螢火蟲(綠光LED燈)，並在旁放置了美味可口的蟋蟀、或者是有毒的螢火蟲Ellychnia corrusca，接著放出一隻跳蛛。雖然一開始蜘蛛馬上就攻擊這兩種昆蟲，不過攻擊過有毒螢火蟲的蜘蛛，之後就會立即避開閃爍的LED燈。
在野外，不管是可口或者難以下嚥的螢火蟲常常生活在共同的棲息地，所以如果蜘蛛或者其它掠食者嘗過苦頭，就會避免接近閃爍的燈光，因而同時造福了兩種螢火蟲。
資料來源:ScienceShot: Avoid the Blinking Light [16 November 2011]
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？
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）。
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。
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。
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：
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）。
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！
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儘管毫不起眼，在歧異多樣的棲地與微環境中，確實棲息著亟待發現的神奇寶貝們。這個專欄將依序介紹這個季節會出現在台灣各個角落的有趣微生物。
發光蕈，發光的真菌，跟螢火蟲同樣是會發出冷光（bioluminescence）的生物。雖然有時候被稱為螢光蕈，但其實它的發光原理和螢光大不相同。有別於螢光（fluorescence）需要用外來的光源激發，冷光則是由生物體內的化學反應來產生光。簡單來說，發光的過程是由一個被稱為螢光素酶 （luciferase）的蛋白氧化一個稱為螢光素（luciferin）的化學分子，在這裡過程中產生了光子而發光。
能夠產生冷光的生物，從陸地上的螢火蟲，叩頭蟲以及蕈類【圖一】，到海洋中的弧菌屬【圖二】以及雙鞭毛蟲門，甚至磷蝦都演化出冷光系統。以螢光素酶和螢光素產生冷光看起來似乎是個簡單的化學反應，但其實它沒那麼簡單。
螢光素酶與螢光素只是統稱，實際上不同物種螢光素酶的蛋白質序列並不一樣，參與的螢光素也不同2。
螢火蟲的螢光素酶以及螢光素的分子組成早在 1968年3與 1978 年1已經被科學家所解開，但是真菌的螢光素是直到 2015 年才為人們所知6，而第一個真菌螢光素酶的序列甚至到了 2018 年底才被解開4。除此之外，發光機制的不同，也讓各物種發出顏色不一樣的光。例如發光真菌發出的是波長介於 520 到 530nm 間的綠光，而細菌大約是 490 nm，不同螢火蟲物種發出的光，從綠光到黃綠光（538 – 570 nm）都有。
發光蕈是什麼時候被發現的呢？ 古希臘哲學家亞里斯多德（Aristotle）以及古羅馬作家老普林尼（Pliny the Elder）曾經描述過發光的木頭。但當時對他們而言，發光的木頭僅是一個既夢幻又神秘的自然事件。直到 1954 年，奧地利化學家 JohannFlorian Heller 才著手研究它，首先確認了發光的原因是木頭裡真菌菌絲的傑作。
真菌中只有傘菌目（Agaricales）中某些類群的真菌具有發光特性，包括 Omphalotus lineage 當中的 12 個物種、Armillaria lineage 裡面的 10 個物種，以及 Mycenoid lineage 裡面超過 50 個物種都會發光。至於這些發光的真菌，是不是來自相同祖先？它們可能是從同一個祖先演化出來，經過一段時間後，部分種類喪失了發光的特性。它們也有可能是因為某種共同需求，而都演化出類似的發光系統。這一點至今仍是個未解之謎。
更有趣的是，不同真菌物種的發光部位不盡相同。譬如 Armillariamellea 在生活史中，只有菌絲體時期會發光，但是形成子實體之後就不會。但是在台灣常見的螢光小菇 Mycena chlorophos上，則是在菌絲體及子實體的蕈傘與蕈褶皆會發光，而蕈柄則無【圖1】。
由於發光小菇在台灣的普遍性，目前台灣發光小菇的採集記錄最多，研究此真菌的報告亦最多。
其中，嘉義大學園藝系洪進雄教授研究的是發光小菇菌絲體的培養條件8。中興大學高孝偉教授研究團隊則記錄各地發光小菇的特性。目前發光小菇都是在竹林中才能找到；不同地點採集到的小菇在發光特性上略有不同，像是在台灣北部石碇以及三義所採集的樣本不會發光，中南部的溪頭及墾丁的樣本同時有發光與不發光的個體，而在阿里山、臺南、屏東、花蓮所採集的樣本則都會發光。然而，利用分子方式所建立的親緣關係可區分石碇、三義跟中南部的樣本，但無法用來區分發光與不發光的樣本10。
至於其他 Mycena 屬的發光蕈物種，由於種類繁多（全世界大約有五百多種），要以外部形態來鑑定是有名的困難。近幾年高孝偉教授研究團隊利用形態及分子方法，鑑定出台灣新種墾丁小菇（M. kentingensis ）7、晶瑩小菇（M. jingyinga ）、鹿谷小菇（M. luguensis ）及維納斯小菇（M.venus ）9。
此外，中央研究院蔡怡陞副研究員的研究團隊也以定序全基因體的方式，致力研究發光真菌的演化。他們採取的策略是：分別取出發亮與微弱或不亮的真菌組織 RNA，定序後進行轉錄體（transcriptome）比較，根據表現程度的不同來推測可能參與發光機制的基因。
既然提到了發光蕈演化的過程可能跟功能有關，接下來你便想問：為何真菌要發光？為誰發光？我們知道螢火蟲發光是為了求偶，那真菌是不是也是為了繁殖下一代而發光？的確，科學家對於真菌發光所提出的假說之一，便是真菌利用發亮的子實體來吸引昆蟲啃食，並幫忙散播孢子。
一群科學家在巴西椰林（Coconut Forest） 裡做了個實驗來驗證這個假說5。他們的目標是Neonothopanus gardneri （屬於前述 Omphalotus lineage 其中一員），想知道它們發光的目的是否與繁殖有關？
他們做了19 個假蕈，上面黏著發出發光波長 530 nm 的 LED 燈，來模擬野生 N. gardneri 所發出的光。對照組則是把燈關掉的另外19 個假蕈。他們把假蕈放在森林裡，連續觀察五個夜晚，記錄吸引到的昆蟲。實驗的結果顯示，發光的假蕈吸引了六隻鞘翅目（對照組為零）和 17 隻雙翅目（對照組為四）的昆蟲，證實它發的光具有吸引昆蟲靠近的功效。
雖然有這樣的實驗佐證，但其他發光的真菌物種是否也是為了吸引昆蟲而發光呢？有些發光蕈只有無性世代的菌絲會發亮，它們顯然是為了別的理由才這麼做的。另外有個假說認為，發光的反應是蕈類在分解腐爛木頭時，為了移除過程中產生的有毒活性氧（reactive oxygen species），而產生的代謝副產物。不過目前尚未有相關研究可以支持這個假說。
說了這麼多演化或是機制，科學家又為什麼要研究冷光機制呢？冷光除了真的很夢幻之外，它們有沒有實際上的應用？當然有的，冷光可以被運用在生物研究上。你可以利用基因工程，把螢光素酶蛋白表現在某些特定的生物細胞內，當作標記。這樣一來這個細胞不需要激發就會發光，可以藉由偵測發出來的光來追踪細胞，而且在活體細胞也能夠觀察。或是也可以把螢光素酶基因接在啟動子後面，幫助科學家來偵測某個特定基因轉錄的程度。
說完這些有趣而費解的謎題，若想一窺它們的廬山真面目，5-9 月在下過雨的嘉義阿里山、新化國家植物園、屏東墾丁的竹林或是山區，都是造訪它們的好去處。2018 年我們也在台東太麻里發現它們的蹤跡。賞發光蕈需要在全暗的環境下，建議選擇已經熟悉的步道或是在白天先探過一次路，最好攜伴同行。會長香菇的地方一定既潮濕又溫暖，是同時觀察青蛙的好地方，但也是愛吃青蛙的掠食者（如蛇）活動的好地方。此外有些昆蟲（包括蟑螂）也喜歡吃香菇，你也有機會遇見。賞菇，也就同時是個觀察大自然各種生物生態的好時機。
本文轉載自MiTalkzine，原文《夜光派對- 叢林中的夢幻發光蕈》
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你上次看到號稱生態指標的螢火蟲是什麼時候？近年越來越多民眾加入賞螢行列，光是三到五月一個繁殖期，在台中苗栗幾個熱門地點，平均每年湧入數十萬人賞螢。大家對生態環境越來越重視，因此更重要的是讓更多環境恢復至螢火蟲棲地的品質。今（2016）年，台北市政府工務局在木柵、榮星花園、大安森林公園三個地點，分別推動螢火蟲棲地保育與復育工作，在前兩個地點，工務局把焦點放在棲地的改善與擴大，目的是要增加螢火蟲現有數量；而大安森林公園則是二十多年前曾出現螢火蟲，如今早已不見蹤影，工務局在當地進行復育，希望螢火蟲「回家」，讓民眾不用千里迢迢跑到郊外，就能在都市中獲得點點螢光相伴。
然而此舉是不是有可能對當地生態帶來負面影響？在原先螢火蟲已經絕跡的地點進行復育有沒有爭議？會不會成為另一種放生不成反放死？這些問題對主導這次計畫的台大昆蟲系教授楊平世來說都早已想透徹，但他也謹慎表示，地點選擇的評估必須小心、小心、再小心。
「我其實本來是不贊成的。」從事昆蟲研究三十年，雖已到準備退休的年紀，楊平世仍活躍於昆蟲界，他說，隨便亂放螢火蟲，很有可能引起大災難。人類基於自身物種觀點，引入原本不屬於當地的外來種，就可能因為干涉物種互動關係，最後反而破壞生態平衡。
事涉敏感，選在大安森林公園進行復育，其實是層層考量下的決定，楊平世說，「如果過去不曾有螢火蟲出沒，我就不支持」。這次在大安森林公園野放的螢火蟲以黃緣螢為主，黃緣螢是生長在台灣平地、低海拔地區的螢火蟲，喜歡棲息在水流流速較緩的水域中，並且以水中的螺貝類為食。考量地緣相近，團隊選擇來自木柵公園和動物園的黃緣螢族群，作為這次野放的種源，而這個決定背後也有科學：「假若野放族群沒控制好，很容易引起基因汙染，產生島內中間型。」也就是說就算是同個品種，分屬不同族群，也會因為居住地的不同，在基因上有些微差異，選擇地緣鄰近的族群是一個折衷的辦法。
此外，為了不破壞當地生態，如何選擇幼蟲的糧食也很重要。這次一共放了兩種田螺、一種川蜷，而在放這些物種前復育團隊也做了很多功課。楊平世提到，要放田螺之前，必須先對當地生態進行徹底的調查和評估，否則新物種的加入很容易產生競爭、破壞生態平衡。這次在大安森林公園因為沒有原先在地的田螺，所以比較不會產生競爭問題。
螢火蟲復育前期，除了要進行棲息地處理外，還得在實驗室培育螢火蟲，分階段在地點施放。在春秋兩季螢火蟲的繁殖期間，楊平世會透過評估田螺數量（螢火蟲幼蟲糧食），來判斷當地環境是不是能承受目前的螢火蟲野放數量，評估後再進行增減。即使螢火蟲順利野放了，這個任務仍還 不 算 結 束，復育團隊仍需要繼續觀察螢火蟲在當地生活的狀況。若要說一個復育計畫到底成不成功，則是以最後出現的螢火蟲成蟲數量來判斷，若達到野放數量的十分之一，計畫就稱得上成功。
負責這次螢火蟲採種、飼養的國立台北護理健康大學通識中心兼任助理教授吳加雄則認為，不管在哪，野放後的維護，往往才是復育的最大挑戰，民眾對生態不夠了解，也成為後續維護的最大困難。我實地走訪位在大安森林公園的小生態池，周圍圍繞著茂密的野薑花，吳加雄說，這是為了營造葉子交疊的空間，讓成蟲棲息；不只如此，為避免螢火蟲受城市光害干擾，大安森林公園生態池旁的路燈，也採用波長 590 奈米的琥珀色光 LED 燈，讓螢火蟲「看不見這些光源」，一方面兼顧人類照明需求、也能減少人工光源對螢火蟲造成的負面影響。
如此費心的設計，在民眾眼裡卻不一定視如珍寶。從棲地打造設計到完工，全程參與的吳加雄告訴我，畢竟有些民眾還是以「漂不漂亮」的角度來檢視螢火蟲生態池，因此不是以「景觀」為主要考量的螢火蟲復育棲息地，若成為生態素養不夠高的民眾、野放外來種（如吳郭魚）的新地點，復育計畫就可能前功盡棄。
目前已於 2015 年 11 月、2016 年 1 月及 2016 年 4 月，在大安森林公園進行三次螢火蟲野放工作，吳加雄表示目前已野放 400 隻黃緣螢，而在四月底的觀察中記錄到約 100 隻次（因計算時無法排除是否重複計算，無法確定多少隻，而以隻次計算）。
台灣最早的螢火蟲紀錄來自 1911 年學者 Olivier 與 Pic 的觀察，當時發現台灣總共有 21 種不同的螢火蟲； 1930 年代，日本學者在台灣的調查，讓螢火蟲種類上升到三十多種；1990 年代以後，螢火蟲調查進入活躍期，光是目前知道的種類就有七十幾種，分布區域遍布全台。
楊平世說，如果這次計畫能成功，未來勢必會有更多人想加入復育行列，但復育帶來的優劣其實一體兩面，需要對當地生態情況有所掌握，才不會讓原本的好事一樁不小心反而成為當地生態問題。
參考資料
螢火蟲會利用閃光來吸引異性，不過這樣的生物體發光同時也會引來掠食者的注意。然而這一篇發表在《動物行為》（Animal Behaviour）上的新研究發現，如果對掠食者來說，閃著光的螢火蟲吃起來並不可口，往後牠們便會避開閃光。
科學家製作了一隻假螢火蟲(綠光LED燈)，並在旁放置了美味可口的蟋蟀、或者是有毒的螢火蟲Ellychnia corrusca，接著放出一隻跳蛛。雖然一開始蜘蛛馬上就攻擊這兩種昆蟲，不過攻擊過有毒螢火蟲的蜘蛛，之後就會立即避開閃爍的LED燈。
在野外，不管是可口或者難以下嚥的螢火蟲常常生活在共同的棲息地，所以如果蜘蛛或者其它掠食者嘗過苦頭，就會避免接近閃爍的燈光，因而同時造福了兩種螢火蟲。
資料來源:ScienceShot: Avoid the Blinking Light [16 November 2011]
