觸發式大顎

觸發式大顎(Trap-jaws) 專指一些類群的螞蟻中高度特化的大顎。觸發式大顎可以透過釋放彈性位能讓大顎快速的閉合,最高速度可達時速 230 公里(鋸針蟻 Odontomachus bauri[1])。觸發式大顎可以用來捕食和防禦,有些鋸針蟻會利用大顎擊中目標的反作用力來「跳躍」躲避敵人。


具有觸發式大顎的螞蟻。左上:瘤顎家蟻屬;中上:針刺家蟻屬;右上:鋸針蟻屬;左下:顎針蟻屬;右下:長顎山蟻屬
鋸針蟻利用觸發式大顎閉合時的反作用力逃離蟻獅陷阱。


具有觸發式大顎的物種列表

觸發式大顎在蟻科中至少獨立演化四次,針蟻亞科和山蟻亞科各一次,家蟻亞科兩次。

以下為具有觸發式大顎的種類:

原理

大顎張開後基部會卡住,受鎖定無法閉合,螞蟻再透過收縮大顎來累積彈性位能(大顎無法閉合,能量無法釋放),最後再透過觸發肌來解除大顎關節鎖,釋放累積的彈性位能,以極快的速度關閉大顎。

觸發式大顎總覽[2]
亞科 物種數 分佈 大顎鎖定處 累積彈性位能處 觸發肌
針蟻亞科 鋸針蟻屬

顎針蟻屬

183 新舊熱帶 大顎關節 可能為

收縮肌肌蛋白

大顎收縮肌
山蟻亞科 長顎山蟻屬 39 東南亞 未知 未知 未知
家蟻亞科 刺顎家蟻屬(Acanthognathus英語Acanthognathus 7 新熱帶 大顎上的突起 可能為

收縮肌肌蛋白

大顎收縮肌
針刺家蟻屬 2 新熱帶 上唇 可能為

收縮肌肌蛋白

上唇收縮肌
姬針刺家蟻屬(Microdaceton英語Microdaceton)、

五瘤家蟻屬(Orectognathus英語Orectognathus)、

隱瘤家蟻屬(Epopostruma英語Epopostruma

51 舊熱帶 未知 未知 未知
瘤顎家蟻屬 834 全世界的溫帶和熱帶 上唇 可能為

收縮肌肌蛋白

上唇收縮肌

長顎山蟻屬、顎針蟻屬、鋸針蟻屬的頭部中央具有一對觸發毛(trigger hair),牠們會利用觸發毛去感知獵物的位置,當觸發毛碰觸到獵物時,便會釋放神經訊息,帶動觸發肌,使大顎快速閉合。

已滅絕的幽冥蟻亞科

幽冥蟻亞科雖然已滅絕,無法觀察確切的行為,但學者根據幽冥蟻亞科的形態推論其可能具有觸發式大顎。幽冥蟻亞科的大顎呈鐮刀狀,相異於其他螞蟻的大顎,幽冥蟻亞科的大顎的運動方向是垂直的。其頭楯部特化外突,和垂直運動的大顎形成一個鉗狀構造,可以將獵物卡在大顎和頭楯部之中,頭楯部腹側具有兩根特別長的剛毛,科學家推測其功能可能類似於觸發毛。


延伸閱讀

參考資料

  1. ^ Patek, S. N., Baio, J. E., Fisher, B. L. & Suarez, A. V. Multifunctionality and mechanical origins: Ballistic jaw propulsion in trap-jaw ants.. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006, 103: 12787-12792. 
  2. ^ Larabee F & Suarez A. The evolution and functional morphology of trap-jaw ants (Hymenoptera: Formicidae). Myrmecological News. 2014, 20: 25-36.