擺脫地心引力：科學家揭開漫遊蠑螈驚人攀爬技能背後的血液驅動機制

漫遊蠑螈能控制腳趾的血液流動，以增強抓地力和脫離能力。此一發現，或許能為新型黏合劑及機器人技術帶來靈感。

漫遊蠑螈以在海岸紅杉林的林冠間高處滑行而聞名。然而，這些小型兩棲動物如何輕鬆著陸和起飛，在某種程度上仍是個謎。

發表於《形態學雜誌》的一項新研究指出，答案可能在於一個令人驚訝的機制：由血液供能的腳趾。華盛頓州立大學帶領的研究團隊發現，漫遊蠑螈（Aneides vagrans）能快速地使腳趾尖充血、儲血和排血，從而在樹棲環境中最佳化附著、脫離及整體移動能力。

這項研究不僅揭示了蠑螈身上先前未知的生理機制，也對仿生設計有所啟發。對蠑螈腳趾力學的深入瞭解，最終可能為黏合劑、假肢，甚至機器人附肢的研發提供助力。

研究的主要作者、華盛頓州立大學的綜合生理學和神經科學博士後研究員克里斯蒂安·布朗表示，受壁虎啟發的黏合劑已能使表面重複使用且不失黏性。瞭解蠑螈的腳趾，可能會在附著技術上帶來類似的突破。

長久以來，Aneides屬的蠑螈因其方形的腳趾尖，以及在半透明皮膚下可見的鮮紅色血池，一直讓科學家們困惑不已。過去，人們認為這些特徵有助於氧合作用，但並無證據支援此一說法。

布朗對此主題的興趣，可追溯到拍攝紀錄片《美洲》時的一次意外發現。該紀錄片於2月23日在美國全國廣播公司（NBC）和孔雀頻道（Peacock）播出。布朗以駐場蠑螈專家的身份在片場協助時，藉由製作團隊的高倍攝像鏡頭，有機會觀察這些兩棲動物的活動方式。

他注意到一些奇怪的現象。在這些小生物邁出一步之前，血液會湧入它們半透明的腳趾尖。布朗和攝像助理威廉·戈爾登伯格多次觀察到這一現象。布朗說：「我們互相看著對方，心裡想，『你看到了嗎？』」

儘管製片人繼續進行其他工作，但布朗的好奇心並未就此打住。拍攝結束後，他聯絡了戈爾登伯格，詢問他是否有興趣利用攝影裝置，以科學且可重複的方式探究他們所觀察到的現象。

透過高解析度的影片試驗，以及在華盛頓州立大學弗朗切斯基顯微鏡與成像中心的對照分析，布朗、戈爾登伯格以及華盛頓州立大學和岡薩加大學的同事們發現，漫遊蠑螈能精細地控制和調節流向每個腳趾尖兩側的血液流量。

這使它們能不對稱地調整壓力，增強在樹皮等不規則表面的抓地力。令人驚訝的是，在離地前湧入的血液似乎是幫助蠑螈脫離而非附著。透過使腳趾尖略微膨脹，蠑螈減少了與接觸表面的接觸面積，從而降低了脫離所需的能量。這種靈活性對於在紅杉林冠不平整且濕滑的表面活動，以及在樹枝間「跳傘」時安全著陸至關重要。

布朗說：「如果你正在攀爬一棵紅杉，有18個腳趾抓著樹皮，能有效脫離且不損傷腳趾尖，那會有很大的不同。」

這項研究的意義可能不止於漫遊蠑螈。在其他蠑螈物種，包括水生蠑螈中，也發現了類似的血管化結構。這表明存在一種通用的腳趾硬度調節機制，其作用可能因蠑螈所處的環境而異。往後，布朗和同事們計劃擴充套件研究範圍，探究此機制在其他蠑螈物種和棲息地中的作用方式。

布朗表示：「這可能會重新定義我們對蠑螈如何在不同棲息地活動的理解。」

參考文獻：《漫遊蠑螈（Aneides vagrans）擴充套件趾尖的血管和骨骼形態表明其具有特殊適應性》，作者克里斯蒂安·E·布朗、威廉·P·戈爾登伯格、奧利維亞·M·辛茲、瑪麗·凱特·奧唐奈和南希·L·斯托布，2025年1月8日，發表於《形態學雜誌》。DOI：10.1002/jmor.70026