全國中小學科展

構造、力學與能耗比較淡水螺的仰泳機制

科展類別

臺灣國際科展作品

屆次

2024年

科別

動物學

學校名稱

臺南市私立德光高級中學 國立臺南第一高級中學 國立臺南第一高級中學

指導老師

江芝韻;鄭楷騰

作者

王苡珊;鍾招佑;許晉瑋

關鍵字

囊螺、台灣錐實螺、仰泳

摘要或動機

我們發現扁捲總科的囊螺(Physella acuta)與椎實螺科的台灣椎實螺(Lymnaea swinhoei)在親緣關係上雖屬不同科,但卻擁有相似的外型並都具有奇特仰泳動作,推測或許是兩者適應相似生存環境後進而演化出相近構造與行為模式。根據我們的實驗結果顯示,囊螺比起台灣椎實螺擁有較佳的翻身仰泳能力, 其螺殼質量不均的特性使其產生比椎實螺大 1.7 倍的力矩助其翻身仰泳,另外囊螺氣囊有著比椎實螺更大的儲質比助其浮沉調節。漂浮方面,囊螺腹部一半浮於水面所產生的表面張力即可支撐其漂浮,而椎實螺的漂浮仍需氣囊協助,無法單靠表面張力。能量耗損上,仰泳比水中爬行擁有近百倍的節能效益,或是因此讓兩種螺類在演化上願意承擔被掠食者發現的風險執行仰泳。未來期待以仿生概念將仰泳的運動模式延伸結合,打造出更節能省電的水中移動設施。

050008.pdf

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