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触发式大颚

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触发式大颚(Trap-jaws) 专指一些类群的蚂蚁中高度特化的大颚。触发式大颚可以透过释放弹性位能让大颚快速的闭合,最高速度可达时速 230 公里(锯针蚁 Odontomachus bauri[1])。触发式大颚可以用来捕食和防御,有些锯针蚁会利用大颚击中目标的反作用力来“跳跃”躲避敌人。


具有触发式大颚的蚂蚁。左上:瘤颚家蚁属;中上:针刺家蚁属;右上:锯针蚁属;左下:颚针蚁属;右下:长颚山蚁属
锯针蚁利用触发式大颚闭合时的反作用力逃离蚁狮陷阱。


具有触发式大颚的物种列表

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触发式大颚在蚁科中至少独立演化四次,针蚁亚科和山蚁亚科各一次,家蚁亚科两次。

以下为具有触发式大颚的种类:

原理

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大颚张开后基部会卡住,受锁定无法闭合,蚂蚁再透过收缩大颚来累积弹性位能(大颚无法闭合,能量无法释放),最后再透过触发肌来解除大颚关节锁,释放累积的弹性位能,以极快的速度关闭大颚。

触发式大颚总览[2]
亚科 物种数 分布 大颚锁定处 累积弹性位能处 触发肌
针蚁亚科 锯针蚁属

颚针蚁属

183 新旧热带 大颚关节 可能为

收缩肌肌蛋白

大颚收缩肌
山蚁亚科 长颚山蚁属 39 东南亚 未知 未知 未知
家蚁亚科 刺颚家蚁属(Acanthognathus英语Acanthognathus 7 新热带 大颚上的突起 可能为

收缩肌肌蛋白

大颚收缩肌
针刺家蚁属 2 新热带 上唇 可能为

收缩肌肌蛋白

上唇收缩肌
姬针刺家蚁属(Microdaceton英语Microdaceton)、

五瘤家蚁属(Orectognathus英语Orectognathus)、

隐瘤家蚁属(Epopostruma英语Epopostruma

51 旧热带 未知 未知 未知
瘤颚家蚁属 834 全世界的温带和热带 上唇 可能为

收缩肌肌蛋白

上唇收缩肌

长颚山蚁属、颚针蚁属、锯针蚁属的头部中央具有一对触发毛(trigger hair),它们会利用触发毛去感知猎物的位置,当触发毛碰触到猎物时,便会释放神经讯息,带动触发肌,使大颚快速闭合。

已灭绝的幽冥蚁亚科

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幽冥蚁亚科虽然已灭绝,无法观察确切的行为,但学者根据幽冥蚁亚科的形态推论其可能具有触发式大颚。幽冥蚁亚科的大颚呈镰刀状,相异于其他蚂蚁的大颚,幽冥蚁亚科的大颚的运动方向是垂直的。其头楯部特化外突,和垂直运动的大颚形成一个钳状构造,可以将猎物卡在大颚和头楯部之中,头楯部腹侧具有两根特别长的刚毛,科学家推测其功能可能类似于触发毛。


延伸阅读

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参考资料

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  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.