2024-03-13 記者/王惠慧
洪水淹沒紅火蟻的蟻巢時,牠們會抱團漂浮在水面上結筏,此現象在過去被認為是表面張力所致,又被稱為「穀片效應」,但清華大學物理系教授洪在明的結果顯示,紅火蟻群能在水上結筏,是生物的活性自我修復機制,且很有可能是透過費洛蒙的聯繫來抓住彼此、結成網筏,一舉推翻了表面張力說。
洪在明曾聽過生物學家的演講,提到紅火蟻會在水面結筏是因為表面張力,他感到懷疑,為深入研究紅火蟻獨特的結筏行為,團隊透過竹市府產發處協助,前往農民提報地區捕捉紅火蟻來實驗。參與研究的碩士生鄭又銓得知他外婆家田地也有紅火蟻,還麻煩母親萬美雲幫忙「外送」。
清大指出,研究團隊設計了一連串實驗,發現其他種類的螞蟻不會在水上結筏、死掉的紅火蟻在水面上也無法結筏,且紅火蟻在乾式的震盪台上也能自動結筏,一舉推翻了紅火蟻是因水的表面張力才結成筏的說法。
團隊發現,當紅火蟻巢被水淹沒時,蟻群會用大顎和腳抓住彼此,形成多層織網般的結構,即可如同船筏浮在水面。深入觀察蟻筏結構還可以發現,筏面上的工蟻們會一步步從筏的中心往邊緣移動,輪流下水到筏的底部,就像跑步機的跑帶一樣上下循環輪替。
至於蟻后和卵、幼蟲等「乘客」則始終安坐筏上,漂流尋找登陸的機會。且筏面一旦出現缺損,就會有工蟻自動填補上來。洪在明也聯想到,如果能解開紅火蟻結筏求生的機制,就有可能研發出像固態、又像液態,可自動修復、又能集體遷徒的活性仿生材料,如人工韌帶等。
清大指出,由於這項研究主題實太有趣,1月一登上《物理評論E》(Physical Review E)期刊,就立即引起了科學界關注,對像固體又像液體的紅火蟻筏機制感到好奇,更登上了CNN、法國世界報等美、法、德、英多家國際媒體。