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白蟻大顎彈動速度快過高鐵 打破目前所有動物運動極速

楊文琳 2020年06月19日 16:25:00
興大跨域團隊研究證實白蟻大顎彈動速度刷新動物運動速度紀錄。(楊文琳攝)

興大跨域團隊研究證實白蟻大顎彈動速度刷新動物運動速度紀錄。(楊文琳攝)

國立中興大學昆蟲系與物理系的跨領域團隊透過超高速攝影機與鋼球打擊試驗,證實新渡戶歪白蟻兵蟻的大顎彈動速度可高達每秒132公尺,相當於每小時475公里,比高鐵行駛速度更快,打破目前已知所有動物的運動極速。


新渡戶歪白蟻棲息於土壤中,主要的天敵是螞蟻,白蟻兵蟻的左大顎強烈扭曲,近百年來有許多生物學家都推測這個特殊的大顎形態能產生快速的彈力運動,但由於運動速度太快,肉眼無法觀察,即使以每秒能拍攝一千張照片的高速攝影機都無法捕捉到完整的彈動行為。研究團隊為了突破經費侷限,先透過讓白蟻擊打鋼珠,運用力學原理來估計運動速度,新廣鈦公司更無償借用價值七百萬,每秒可拍攝一百萬張影像的超高速攝影機,終於證實白蟻彈動大顎的行為僅在五萬分之一秒內完成,一舉將動物運動極速推進每秒21公尺。


過往白蟻生物學的研究重鎮是歐洲、美國與日本,而台灣有兩種原生的歪白蟻物種可供研究,佔有地利之便,本研究的兩位共同第一作者關貫之與邱俊禕都是在大學時期就開始接觸白蟻生物學,關貫之在大二的普通物理學課堂中以新渡戶歪白蟻的生物力學為題進行期末專題報告,引起授課老師紀凱容教授的興趣,進而指導科技部大專學生研究計畫,開始長達五年的研究,期間物理系施明智教授與昆蟲系李後鋒教授分別在力學運算與白蟻生物學背景知識上給予全力的支持。根據該團隊測試歪白蟻跟螞蟻實際打鬥的結果,歪白蟻兵蟻彈擊能對部分螞蟻物種產生致命性的傷害。被擊中的螞蟻可能落得身首異處的下場。有趣的是,在此之前的速度紀錄保持者是螞蟻,夾合彈動大顎時的速度是每秒110公尺,此重大突破是台灣生物力學研究的重要里程碑,研究全文刊登在知名國際期刊「科學報告」。






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