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專題/未來大學趨勢是什麼?顛覆Z世代新科系和你想的不同

影 /咬一下!炸裂你的手 這種白蟻大顎彈速度秒飆132公尺

「新渡戶歪白蟻」的兵蟻的大顎彈動速度高達每秒132公尺,換算等於每小時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,興大研究登上國際期刊「科學報告」。圖/興大提供
「新渡戶歪白蟻」的兵蟻的大顎彈動速度高達每秒132公尺,換算等於每小時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,興大研究登上國際期刊「科學報告」。圖/興大提供

全世界什麼動物的彈動速度最快?中興大學昆蟲、物理系跨領域團隊透過每秒拍攝10萬張的高速攝影機、鋼球打擊試驗,證實台灣原生種「新渡戶歪白蟻」兵蟻的大顎彈動速度每秒132公尺,相當每小時475公里,比高鐵行駛速度還快,並打破目前已知所有動物的運動極速,這項研究成果登上國際期刊《科學報告》。

興大昆蟲系教授李後鋒指出,在此之前夾合彈動大顎時速度最快的是2005年美國研究的螞蟻,每秒111公尺,而白蟻的天敵是螞蟻,兩者「恩怨情愁」讓演化持續競賽。

「新渡戶歪白蟻」是台灣原生種,主要生存在土壤中,是素食性動物,天敵是肉食性螞蟻。一般白蟻無防禦能力,只能倚靠5%兵蟻來防禦,螞蟻進犯蟻巢時,歪白蟻的兵蟻會守在蟻穴洞口,靠著強烈扭曲的左大顎防守並攻擊。

李後鋒說,這項研究原本是學生關貫之的大二期末專題報告,引起物理系老師紀凱容的興趣,團隊合作長達5年,關貫之大學畢業後投入運輸業,雖未繼續升學,仍不放棄「新渡戶歪白蟻」研究,值得肯定。

關貫之說,白蟻有彈性顎頭一共6個支系,只剩1個是對稱型彈擊,其他5支都演化出不對稱型大顎,對稱是互相擠壓彈出,不對稱是把能量集中在單一大顎上,從演化支系來看是更進化的類群,因不對稱大顎結構更複雜,推測速度更快,也要實驗證實。

每秒能拍攝100萬張照片的攝影機價值700萬元,興大團隊要突破經費侷限,先透過讓白蟻擊打鋼珠,關貫之花了3年採集大坑、惠蓀林場、南投下坪3地、6個白蟻巢,每次只能抓到1、2隻「兵蟻」,必須在2天壽命內完成實驗,他嘗試過讓白蟻彈BB彈、保麗龍球、最後發現0.7mm鋼珠最適合,成功實驗15隻白蟻共測試95次,運用力學原理來估計運動速度。

物理系老師紀凱容說,剛好一家廠商到亞洲巡迴,無償借用700萬元的超高速攝影機,成功拍攝到珍貴畫面,證實團隊的研究成果,歪白蟻彈動大顎的行為,僅在5萬分之一秒內完成。

關貫之說,兵蟻的高速大顎彈動行為是用以抵禦螞蟻捕食,牠會用右大顎按壓左大顎使其彎折,再向下滑開讓左大顎高速彈出;團隊測試歪白蟻跟螞蟻實際打鬥的結果,歪白蟻兵蟻彈擊能讓部分螞蟻產生致命性的傷害,被擊中的螞蟻,還落得身首異處。

昆蟲系副教授李後鋒表示,這項研究除了了解生物現象,未來物理學家能根據動物行為的機制做出仿生的工具,應用在生活上。

「新渡戶歪白蟻」是台灣原生種,棲息於土壤中,主要天敵是螞蟻,螞蟻進犯蟻巢時,兵蟻會守在蟻穴洞口,靠著強烈扭曲的左大顎(圖右)防守並攻擊。圖/興大提供
「新渡戶歪白蟻」是台灣原生種,棲息於土壤中,主要天敵是螞蟻,螞蟻進犯蟻巢時,兵蟻會守在蟻穴洞口,靠著強烈扭曲的左大顎(圖右)防守並攻擊。圖/興大提供
「新渡戶歪白蟻」左大顎運動速度太快,難以觀察,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,研究團隊先透過讓白蟻擊打鋼珠,運用力學原理來估計運動速度。圖/興大提供
「新渡戶歪白蟻」左大顎運動速度太快,難以觀察,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,研究團隊先透過讓白蟻擊打鋼珠,運用力學原理來估計運動速度。圖/興大提供
「新渡戶歪白蟻」是台灣原生種,棲息於土壤中,主要天敵是螞蟻,螞蟻進犯蟻巢時,兵蟻(圖右上)會守在蟻穴洞口,靠著強烈扭曲的左大顎防守並攻擊,彈動速度高達每秒132公尺。圖/興大提供
「新渡戶歪白蟻」是台灣原生種,棲息於土壤中,主要天敵是螞蟻,螞蟻進犯蟻巢時,兵蟻(圖右上)會守在蟻穴洞口,靠著強烈扭曲的左大顎防守並攻擊,彈動速度高達每秒132公尺。圖/興大提供
興大研究團隊證實,台灣原生種「新渡戶歪白蟻」的兵蟻的大顎彈動速度每小時475公里,打破目前已知所有動物的運動極速,國際期刊「科學報告」,團隊成員興大昆蟲學系副教授李後鋒(左起)、博士生邱俊禕、畢業生關貫之、物理系副教授紀凱容。記者喻文玟/攝影
興大研究團隊證實,台灣原生種「新渡戶歪白蟻」的兵蟻的大顎彈動速度每小時475公里,打破目前已知所有動物的運動極速,國際期刊「科學報告」,團隊成員興大昆蟲學系副教授李後鋒(左起)、博士生邱俊禕、畢業生關貫之、物理系副教授紀凱容。記者喻文玟/攝影
「新渡戶歪白蟻」左大顎運動速度太快,難以觀察,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,研究團隊先透過讓白蟻擊打鋼珠,運用力學原理來估計運動速度。圖/興大提供
「新渡戶歪白蟻」左大顎運動速度太快,難以觀察,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,研究團隊先透過讓白蟻擊打鋼珠,運用力學原理來估計運動速度。圖/興大提供

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