【2021台積電盃 青年尬科學】「科普書籍閱讀寫作競賽」優選導讀文(李汮霖)

撰文:李汮霖|市立鼓山高中

 

童年觀察到的螞蟻趣事

因為小時候的一個事件,使我對本書第八章「蟻群是流體還是固體?」這個部分最有共鳴。國小下課時,除了和同學跑出教室急著去玩耍外,我也喜歡走出教室,仔細觀察校園各個角落的螞蟻,當時只知道螞蟻為了不迷路,身體會釋放出一種只有螞蟻聞得到的特別氣味,當前面的螞蟻朝一個方向走時,後面的螞蟻就能依靠這種氣味跟上,一隻接著一隻,看起來就像長長的一直線。有次因逢梅雨季,連日大雨導致多處走廊角落遍布著大面積的積水,我被叫去清理積水,清理時觀察到有一大片的螞蟻飄在水面上,面積大概手掌大小,遠看像落葉,雖然有看到蟻群晃來晃去,但以為是風吹著牠們的屍體晃來晃去的,所以便清理掉了。直到我現在看到這本書,才明白當時我或許看到的並不是螞蟻的屍體,而是由數隻紅螞蟻組成的「蟻筏」。

 

隨插即用的蟻筏結構

蟻筏是由螞蟻形成緊密的織網,外型像救生筏。書中提到「螞蟻由於在體表帶了一層氣泡,因此可以浮起。耗氧速率等於氧的擴散速率,使牠們能夠在水下呼吸。」這是蟻筏可以像救生筏一樣浮起來的原因。然而,蟻筏並不單只有能浮起來這個功能,書中提到當作者拿起蟻筏時,「覺得蟻筏的觸感像液態優格,也像沙拉生菜。這筏子跟一堆生菜一樣有彈性。筏子之所以能壓縮及延展,是因為它由數以千目的螞蟻腳連接而成,每一隻腳都能彎曲或伸展。」以及「如果你把一枚硬幣放在筏子上面,將螞蟻急速冷凍後進行電腦斷層掃描,發現螞蟻的腳可接在鄰居身體的任何一個部位,這種可快速連接而不挑選位置的能力使牠們得以被補上硬幣留下的缺口。」上述這些內容代表著蟻筏同時具備了流體和固體的特性。

 

軟硬兼具的蟻筏特性

說到具備流體和固體的特性,第一個讓我想到的就是非牛頓流體,有次在國中的實驗課,老師教我們用太白粉和水做出非牛頓流體,那種又軟又硬的觸感,像果凍又像膠水。在此書中,作者和長期研究非牛頓流體的專家進行合作,運用「流變儀」來研究螞蟻的黏滯性(抵抗流動程度),測驗發現,蟻群液態的特性能使蟻筏變換各種形式,固化的動作能使蟻筏固定在同一種形狀,若沒了固化這個動作,蟻群會在水面上散開,各自漂走。在書中也提及,「淹水的時候,這種既能像液體般流動,又能像固體般回彈的能力,對火蟻而言十分有用。如果水流很急,筏子可能會撞到岩石或其他堅硬物體,若筏子具有彈簧般的能力,將能幫螞蟻產生緩衝,避免受傷。另一方面,倘若流速慢,筏子就可以利用液態特性來讓自己繫留。」

 

不起眼卻了不起的小兵

除了蟻筏外,蟻群還有其他讓我佩服的地方,平時我們可以輕鬆跨過的大小坑洞,對於要覓食的蟻群來說,可就要費盡很多力氣及時間才能完成,在書中提到,「螞蟻在通過坑洞時,會評估洞口和自己身體大小,如果大小相當,牠就會用腳牢牢抓著坑洞邊把坑洞蓋住,大螞蟻蓋住大坑洞,小螞蟻蓋住小坑洞,蟻群成員的體型大小不一使得整條路上所有的坑洞最終都會被填滿。」蟻群團體合作的生物特性,若套用到人身上,就好比我們人遇到困難的時候,會集思廣益分工合作想出解決辦法,螞蟻透過分泌的費洛蒙進行合作,人類則是透過成員間的溝通、協同努力,在合作下達到既定的目標。

生物經過了數億年的演化,造就了地球上的物種多樣性,每種生物都有不同的特性及奧秘。隨著科技發展,現在也有越來越多科學家透過生物力學研究動物的運動,創造出能夠為生活帶來方便的機器,例如書中提及科學家利用螞蟻合作的特性創造出一群能夠互相合作的機器人。在未來,一定還有更多的生物奧祕等著我們去探究,我希望能看見更多生物的祕密,並學習牠們的優點!


作品評語

能將書中內容結合自己的生活及學習經驗。


書名:破解動物忍術:如何水上行走與飛簷走壁?動物運動與未來的機器人
作者:胡立德(David L. Hu)
譯者:羅亞琪
出版社:三民書局
出版年:2020

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