寶可夢生態學L3：阿羅拉的神祕洞穴，生物要怎麼發光？

　　《精靈寶可夢：太陽與月亮》第80集小智一行人走進阿羅拉地區的一處山洞，起初還以為會因為沒有光源，伸手不見五指，但其實洞穴中的苔蘚會發光，整個洞穴光明了起來，透過生物發光的機制讓洞穴內很亮這件事變得相當合理，現實世界中也有很多生物會發光，有的以吸收光發光，有的以化學反應發光，發光的功能可能是保護自己，也可能是求偶利器，就算功能不盡相同，仍然是黑暗世界中的一抹璀璨，照亮這美麗的世界，讓我們來了解有趣的生物發光吧！

冷光螢光大不同
　　說到發光大家會想到手電筒的光，還是熊熊火焰熾熱的光？這兩種光有一個共通點，就是都會發燙，如果生物發光會燙的話想必用不久，畢竟太高的溫度，可能會傷到生物體，也因此生物採用了發散較低熱輻射的冷光。冷光產生的一種方式，是透過化學反應自體產生的光源，像是螢光素（luciferin）就是會發光的化學分子，而螢光也是冷光的一種，則非由化學反應，而是蛋白質經過吸收光的能量跳到激發態，接著掉回基態發出光的過程，如同水母的綠色螢光蛋白（green fluorescent protein, GFP）。

會發光的生物有哪些？
　　前面說到的綠色螢光蛋白在 1961 於維多利亞管水母中發現，該蛋白只需要被紫外光或藍光照射後就會發光，這屬於螢光的範疇，不過我找不到螢光能力對水母生存來說是否有益處的資料。另外，還有舉世聞名的螢火蟲，他們是以化學反應發光，其發光器由發光細胞、反射層細胞、神經與表皮等組成，功能則有求偶、溝通，甚至能警告其他動物，另外還有發光蕈、磷蝦等也都具備冷光系統，下方影片中也有相當多的深海發光生物，有興趣的人能點開來看看喔！

　　前面講到的綠色螢光蛋白（GFP）現在被廣泛應用於生命科學研究領域，為光遺傳學（optogenetics）採用的技術之一，因為這項劃時代的發現，下村脩、喬非與錢永健獲頒2008年的諾貝爾化學獎，藉由這項技術可以知道細胞中發生了什麼事，以神經細胞為例，若活化則有除了量測膜電位變化外的方法，能透過螢光的產生紀錄神經活動，隨著技術不斷精進，螢光蛋白反應時間跟電位變化時間差距越來越小，變成更好的紀錄工具，不知道冷光能不能也拿來做相關的研究，期待未來的發展，讓生物發光照亮我們的視野。

經提醒更正的部分：螢光是冷光的一種（感謝劉兆罄指證，以下為建議更正內容）
雖然一般在中文裡會說螢火蟲的是「冷光」、水母照 UV 產生的是「螢光」。不過冷光 (Luminescence/Cold Light) 應該不能和生物發光 (Bioluminescence) 畫上等號。
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發光的分類大概是這樣：
發光
對物施加能量並產生高溫：白熾 (Incandescence)
沒有產生高溫：冷光 (Luminescence/Cold Light)
冷光
由機械性力量產生：摩擦發光 (Triboluminescence)、聲致發光 (Sonoluminescence)
由電流、電場產生：電致發光 (Electroluminescence)
晶體加溫(但不到白熾程度)所產生：熱釋光 (Thermoluminescence)
照光產生：光致發光 (Photoluminescence)
化學變化產生：化學發光 (Chemiluminescence)
光致發光
可以延遲發光：磷光 (Phosphorescence)
不能延遲發光：螢光 (Fluorescence)
化學發光
非生物產生
生物產生：生物發光 (Bioluminescence)
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換句話說，冷光是個大分類，而生物發光和螢光皆屬於冷光的一種。