【繽紛生態】虎甲蟲舉起觸角當作望眼鏡

■速度太快會看不清楚嗎?讓我們來問問虎甲蟲。這種捕食性昆蟲具有絕佳的視力,但當牠們追捕獵物時,卻因為跑得太快反而會看不見自己要往哪去。

編譯|黃佳欣

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進食中的虎甲蟲(圖片來源|康乃爾大學)

昆蟲通常會揮舞牠們的觸角來感覺周遭的環境,而康乃爾大學的研究人員最近發現跑動中的虎甲蟲卻是把牠們的觸角直挺挺地舉起來,擺在身體的前方,利用觸覺來「摸索」環境以避開障礙物。這項研究已發表在《皇家學會報告》 (Proceedings of the Royal Society B)期刊上。

這個新發現讓我們不禁想問,其他動物像是肉食性的鳥或是某些魚類,在高速前進而導致視盲的時候,是利用什麼策略來感應環境。這篇論文的資深研究員,康乃爾大學昆蟲系的教授Cole Gilbert提到:「那些擁有優良視力的昆蟲通常在白天活動,所以你大概不會想到他們要仰賴觸角來探索周遭環境。」該篇研究的第一作者Daniel Zurek博士目前是在Gilbert實驗室擔任博士後研究員,他補充說:「因為虎甲蟲跑得太快1,所以他們演化出重要的機械性感覺行為來配合快跑。」

在先前的研究報告中,Gilbert教授已經證實虎甲蟲因為跑得非常快,導致牠們的眼睛無法捕捉到足夠的光線而看不清楚獵物。因此,虎甲蟲會不時停下幾個毫秒來重新定位獵物的位置,然後再繼續往前跑。

Gilbert跟Zurek試著要了解跑動中的昆蟲怎麼探索棲地附近的路障,像是路上的裂縫或拔地而起的雜草,以及維持著固定向前的觸角究竟扮演什麼角色。為了試驗,研究人員在行進的路上設置了一個障礙物:正常的虎甲蟲 (Cicindela hirticollis) 在跑動期間當觸角碰到障礙物的時候,牠們會抬升自己的身體攀爬過去;第二個實驗是把甲蟲的眼睛塗黑讓牠們看不見,但牠們還是可以順利地跨過障礙物。最後一個實驗則是將虎甲蟲的觸角剪掉,結果發現牠們會直接狠狠地撞上障礙物。

這個實驗證實快速移動的虎甲蟲,光靠眼睛幾乎沒有辦法避開障礙物。牠們把觸角高高舉起在身體的前方,觸角的頂端距離地面大概是1.5公厘,這樣可以讓牠們探查到地面有任何不平坦的地方。

Gilbert對於游集或捕食性魚類是如何能夠解決高速移動時造成視野模糊不清的問題也相當好奇,但是還沒有人試著解開這個問題。這篇甲蟲的研究提供了可能的假說來解釋這個新問題。例如,高速移動而看不見前方的魚類或許是利用身體的側線  (lateral line),因為側線是水棲脊椎動物用來感應水裡面震動或是波動的感覺器官。

Gilbert說:「相同的方式也可以運用在自動駕駛的車子上,安裝突出的天線來偵查周遭環境,跟早期第一代的機器人很像。這樣應該會比攝影機還要便宜一些。安裝天線可能會適用於某些應用的裝置上,至少就演化的角度來說,觸角是虎甲蟲發展出的絕佳偵查工具。」

1譯注:虎甲蟲的平均時速是9公里,換算成相對於人類的體型則是時速為770公里。

 

 

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研究出處:Blinded by speed, tiger beetles use antennae to 'see' while running

譯者:黃佳欣 科教中心特約寫手,從事科普文章編譯。
責任編輯:Kerina Huang

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