蜂鳥(Trochilidae)

世界上體型最小的鳥類.飛行時鼓動翅膀的次數可高達每秒15至80次(依體型而定).光就那快速振翅的動作,對蜂鳥的幫助不只限於飛行,更包含了對牠命名、進食習慣及其地域性的影響.原因在於,頻繁鼓翅的同時會發出一種類似蜜蜂飛行時的聲線,因而命為"蜂"鳥,除此之外,更導致了熱量的高度消耗,而需頻繁進食(10至15分鐘一次).因此,形同生命般重要的食物,讓牠們都以高規格的防衛加以保護-地域性便油然而生囉! :) [UH]

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2010 物理類 Scimage獎最佳影片:蜥蜴水上飄! Jesus Christ Lizard

傳說中只要跑的夠快, 是可以在水上行走的. 當然所有人都失敗了, 不過這種可以在水上跑的動物是真的存在的. 這影片是一種叫做蛇怪蜥蜴(basilisk lizard)或是被稱為稱為是“耶穌蜥蜴”(Jesus Christ lizard)在水上行走的影片. 因為水的性質跟速度很有關係, 在很高速的時候, 水的表面類似彈性的反應可以對外加的物體產生很大的反作用力 (所以跳水不慎是會真的受傷的). 這種蜥蜴再快速奔跑的時候, 因為腳的構造, 可以把空氣跟腳一起踏入液體, 產生夠大的作用力, 雖然最後腳仍會入水, 不過另一隻腳又快速提供支撐力來抽出入水的腳. 就這樣變成真的在水上跑步. 有人計算過, 只要跑的夠快, 人也可以, 只是速度要是目前人類極限的三倍才行. 不過同樣的原理已經開始有研究人員想用來設計可以在水面行走的機器人.


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海豚的超強肌力! doplin power

每每看到影片中大型的魚類或是海豚在水中的泳姿,幾乎就像是在水裡的砲彈一樣,例如海豚的時速可以達30公里以上. 以往科學家不了解為什麼海豚可以游的這麼快, 因為根據計算海豚的肌力負擔不起那個大的推動力. 之前有發展出利用分析氣泡的動態來評估游泳選手姿勢好壞的方式. 方法是在水中注入很多氣泡, 當水有流動的時候只要追蹤這些氣泡就可以知道詳細的流場, 然後就可以計算出游泳物體對流體施的力.利用同樣的方式, 科學家現在也可找出海豚對周圍液體所施加的力, 結果發現海豚肌肉的力量比以往知道大的多, 最大可以施加上百公斤力而人類最好的游泳選手大約只有30多公斤的力. 影片中色彩代表了流場的速度, 藍色代表流動的快的區域而箭頭代表流向.


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相位差 X 光影片- 毛毛蟲靠腸子走路！Visceral-Locomotory Pistoning in Crawling Caterpillars

生物影像是了解生物過程很重要的工具, 顯微鏡是很好的工具之一, 但是對一些不透明的物體就不太能用. 這時候X光是另一個選擇. 這影片是介紹利用相位差X光攝影來研究毛毛蟲的蠕動方式. 在光學顯微鏡, 相位差影樣是利用在聚光燈的後焦平面的環形光照明跟物鏡的後焦平面的環形阻擋物來完成, 讓相位有變化的光的可以表現在光的強度上, 可以看到原來很透明的東西. 同樣的原理也可以用在X光, 不過這時候的透鏡要換成晶體的週期性結構. 利用用這樣的技術, 本來很多對ｘ光是透明的物體, 也可以清楚的被看出來. 研究人員利用這樣的技術, 發現毛毛蟲體內的氣管和身體肌肉連結在一起, 想要前進, 其實是靠體內的腸子在運動. 利用氣管和身體肌肉連結跟氣管和腸子連結讓腸子的收縮和伸展變成走路的動力.


學術文獻
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蜜蜂: 我會跳舞喔! Waggle dance

蜜蜂會跳舞喔, 會一直搖擺身體. 蜜蜂的跳舞被認為代表了很多訊息, 尤其實在食物的方位定位上. 蜜蜂搖擺著身體繞8字型走, 然後利用軸向跟太陽的夾角來替食物定位. 真的是這樣嘛? 一起來看看蜜蜂是怎麼跳舞的吧!

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蜜蜂的波浪舞! Bees do the wave to scare away predators

在一些可激發的系統像是BZ反應還是神經細胞或是心臟細胞組織都有觀察到過螺旋波. 會有一個個的螺旋的波從某些地方發出. 這樣的螺旋波在複雜的系統的成因還在正在研究中. 其實在蜜蜂的群體裡面也會出現這樣的螺旋波喔! 蜜蜂會照著固定的方式做群體運動來造成螺旋波, 像是人類的波浪舞一樣. 現在科學家研究發現這樣的螺旋波主要是為了把掠食者嚇走. 一群蜜蜂一起有規則的動這樣看起來就像是個大生物一樣, 掠食者就嚇跑了! 來看看這驚人的自然現象然後讚嘆一下自然的神奇吧!

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線蟲的泳姿 ! C. elegans swimming at low Reynolds number

線蟲是一種被研究很多的生物特別是在發育學上, 現在他的游泳也被拿來研究了! 通常在小的尺度下在液體中黏滯的效果比慣性大很多, 所以微生物的游泳方式跟巨觀的動物有很大的差異. 但是在線蟲這種半大不小又只會藉由肌肉收縮來扭的小蟲身上, 他到底是怎麼游的呢? 研究人員在很多不同的情況下做了詳細的量測, 不管是運動軌跡還是周圍的流場. 還把線蟲擺到小管子裡還是很多障礙物的小chamber,很多游泳的姿勢就被這樣紀錄下來了...這種研究常常就是再次說明流體力學總是有用的:P 一起看看他是怎麼游的吧!

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果蠅的跳躍後空翻 ! Escape Behavior of Wingless Fly

果蠅應該有翅膀啊, 不用是飛的嗎? 怎麼說是用跳的呢? 當然又是科學家搞鬼了! 為了研究果蠅的飛行過程, 科學家把果蠅的翅膀拿掉, 然後嚇果蠅, 最後再用高速攝影機拍下看看到底會發生了什麼事情. 可憐的果蠅在沒有翅膀下還是高高的跳了起來, 還後空翻呢! 這樣起飛前的"助跳", 看來是果蠅起飛跟逃離過程的關鍵呢! 在研究小動物的飛翔的領域裡還有很多人們不知道的故事喔.

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果蠅逃跑的模樣! Escape Behavior of Fly

這是果蠅受到驚嚇的時候起飛的模樣! 注意看看果蠅的腳喔, 好像有伸直耶, 這跟鳥起飛時一樣嗎?... 答案就在下一篇. 這樣研究是為了要研究果蠅的神經系統與運動系統的關係. 絕對絕對不是因為科學家有高速攝影機跟好的微距鏡頭就亂拍, 只為了好玩喔:P (拉拉拉...)

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在沙裡游泳! Sandfish lizard swimming in desert

動物的運動總是充滿很多創意, 這次要介紹的是在沙裡游泳的蜥蜴! 一般蜥蜴的運動是利用四隻腳在爬. 而這種特殊的蜥蜴, 叫做砂魚蜥 Sandfish lizard, 除了會爬以外還會在沙裡游泳. 運動的方式就是鑽進沙裡,然後像蛇在水裡一樣, 靠著身體的扭動來前進. 蠻特別的!

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大象真的在跑嗎? Are fast-moving elephants really running?

利用分析大象的運動影片, 研究人員發現當大象快速移動的時候, 前腳跟後腳有不同的運動方式. 前腳可以兩腳同時離開地面, 也就是我們所謂的跑. 但是後腳卻總是有一隻腳停留在地面上, 也就是說當大象前腳在跑的時候其實後腳是用走的!

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模仿比目魚的章魚! octopus imitating flounder

章魚的智力是出名的高, 現在科學家發現章魚也是模仿高手 -不只是對環境擬態甚至也會模仿其他魚類! 研究人員在加勒比海海底發現這種會偽裝成比目魚的章魚 Atlantic longarm octopus . 這種章魚不只皮膚會變色成比目魚的顏色, 甚至連游泳的方式,速度節奏都模仿的唯妙唯肖. 研究人員推論這樣的模仿可能是為了避免肉食魚類的攻擊, 因為有硬骨頭的比目魚比起軟軟的章魚, 更難下嚥. 真是神奇的動物. 看看這隻裝成比目魚的章魚吧!

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小魚緊緊的游在一起說 :鯊魚別吃我 School of Fish

其實為什麼小魚會那樣有規則的游在一起還是個秘密. 看看鯊魚怎麼驅動這種讓人驚訝的群體行為吧!

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