 興大物理系紀凱容助理教授解說龍蝨匙狀附著毛（右）與吸盤狀附著毛的差異。
中興大學6月19日舉辦記者會，右至左為陳全木研發長、物理系碩士生陳瑩、紀凱容助理教授、孫允武主任、阮俊人副教授。
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水生甲蟲雖然可以生活在水裡，但是也必須不時回到水面換氣，否則會在水中窒息溺斃。在水裡交配的過程中，雄蟲必須緊緊攀住奮力搖擺的雌蟲，以免被甩開而功虧一簣，交配以後又必須快速脫離回到水面換氣呼吸。究竟這些水生甲蟲是如何做到既能緊抓不放，又能快速脫離？國立中興大學的生物力學研究團隊成功地解開了這個「既在險中繁衍，又要全身而退」的大自然難題。
龍蝨是具有卓越潛水技巧的水生甲蟲。交配時，雄龍蝨以前肢特化的附著器，吸附在雌龍蝨的鞘翅上；完成交配後，雄龍蝨又必須儘速脫離回到水面上呼吸。中興大學物理學系助理教授紀凱容和她的研究團隊，比較兩種雄龍蝨的附著器，和所擁有的不同形態的微附著毛，除了直接量測單獨一根長寬小於0.5公厘的微附著毛的附著力，也分析各自的作用機制。這項研究成果6月11日獲得英國皇家學會刊載於跨領域學術期刊《界面》（Journal of the Royal Society, Interface），在網路刊登發表當日，即受到國際重要媒體如英國廣播公司（BBC）、時代雜誌 （Time）、以及權威科學期刊《科學》線上新聞（Science News）等的矚目與報導。
紀凱容與碩士生陳瑩利用研究團隊自行研發的附著力量測器和顯微攝影技術，來記錄微附著毛在水中的吸附力與附著過程。結果發現，兩種不同形態的附著毛，單位面積的吸附力大致相當；具有較為原始的匙狀附著毛的橙斑大龍蝨，能產生相當於25倍自身體重的附著力，但具吸盤狀附著毛的太平洋麗龍蝨，則能夠產生自身體重60倍的附著力。
紀凱容進一步指出， 透過電子顯微鏡觀察，發現雄性橙斑大龍蝨的匙狀附著毛表面具有凹穴和溝槽等微細構造。實驗發現，當微附著毛脫離表面的速度增加時，量測到的附著力也隨之增加，因此，凹穴與溝槽可能具有在運動時提高附著力的功用，讓交配中的雄龍蝨可以抵抗雌龍蝨快速的甩動，增加交配成功的機率，卻又能在完成交配後，輕易脫離求生。
這項研究除了揭開昆蟲在水中附著的力學奧祕外，也提供仿生設計的靈感。紀凱容表示，這兩種水中微附著器的結構與機制，能被運用於設計水下的微型吸盤及快黏快拆的膠帶。
紀凱容曾在去年8月以「跳蛛研究」獲得BBC、 Science News、加拿大廣播公司等外國媒體的報導，對於相隔不到一年，研究團隊又有新的成果受到國際媒體矚目。紀凱容表示，生物在演化的過程中，會因應環境來發展出獨特的生存適應方式，其中涉及許多物理原理的巧妙運用，也是仿生設計的靈感搖籃。台灣具有豐富的生物與棲境多樣性，在探索跨領域的生物物理研究上，是相當大的優勢，值得更多的青年學子來探索此一領域，國家與企業更應積極投資，鼓勵相關的基礎與應用研究。
 【小檔案】龍蝨在分類學上屬於昆蟲綱鞘翅目的龍蝨科，全世界約有4000種。龍蝨是具有卓越潛水技巧的肉食性水生昆蟲，牠們會將空氣儲存在鞘翅下方的貯氣囊中，供應潛水所需的氧氣。在繁殖季時，雄龍蝨會利用前足特化的附著器，吸附在雌龍蝨的鞘翅上；但過程中雌龍蝨會甩動身體，以掙脫雄性的束縛。因此，唯有能將身體調整到適當體位，且能牢靠附著的雄龍蝨，才會獲得雌性青睞，順利交配。交配過後的雄龍蝨，也要能成功脫離雌龍蝨，才能回到水面來呼吸，否則將在水中窒息而死。因此，雄龍蝨能否快速附著和脫離表面，攸關後代繁衍與自身生死存亡 。（圖說：橙斑大龍蝨交配，陳瑩／拍攝、紀凱容／提供）
國外媒體報導網址：
BBC：http://www.bbc.com/news/science-environment-27781319
Time：http://time.com/2856656/diving-beetles-scuba-divers/
Foxnews：http://www.foxnews.com/science/2014/06/10/suction-is-key-to-diving-beetle-loving-embrace/
Science：http://news.sciencemag.org/evolution/2014/06/sexual-arms-race-gave-male-beetles-sticky-feet
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