近期熱映的電影《沙丘》中出現的萌系“跳跳鼠”，它後腿細長、一蹦能跳出老遠，身後還拖著條細長尾巴。最萌的是，它有一對大耳朵，不但能探聽風吹草動，耳朵內面還能凝結水分，兩隻小爪子一抓就能喝到嘴裡。

《沙丘》中的「沙漠鼠」穆阿迪布（Muad’Dib）（資料來源：電影《沙丘》）

「跳跳鼠」的原型是什麼？

電影中的厄拉科斯星球上「沙漠鼠」穆阿迪布（Muad’Dib），它的設計靈感其實來自於現實世界中的長耳跳鼠（Euchoreutes naso）。

這是一種小型囓齒類動物，以其出色的適應乾旱環境的能力而聞名，主要分佈在沙漠和乾燥地區。

它們的名字來自它們的跳躍方式和長腿，這些特徵讓它們在移動時更像袋鼠而不是傳統意義上的老鼠。

長耳跳鼠示意圖（資料來源：作者使用AI生成）

長耳跳鼠真的可以用耳朵收集水嗎？當然不能.

在現實世界中，長耳跳鼠幾乎不需要直接飲水，它們能從食物中攝取幾乎所有必需的水分。

這種能力來自於它們極其高效的腎臟，能夠極大地減少水分通過尿液的損失。

同時，低水損耗，它們的新陳代謝特別適應乾旱，產生的尿液濃縮度非常高，糞便也非常乾燥，這進一步減少了水分的損失

。長耳跳鼠主要在夜間活動，有助於避免白天極端的高溫，減少水分蒸發。夜間的活動也使它們能夠利用稍微涼爽的溫度來尋找食物。

它們會收集種子等食物，並將其儲存在它們的洞穴中,不僅為它們提供了在極端條件下的穩定食物來源，還減少了在尋食時對高溫的暴露。

長耳跳鼠有強烈的適應乾旱能力（資料來源：wikipedia）

這種萌系小動物在沙漠地區特別常見，它們對極端乾旱的適應能力使它們成為《沙丘》中這種虛構生物設計的靈感來源。

甲蟲主動收集沙漠中的水分？

在現實世界中，既然長耳跳鼠的大耳朵無法收集水分，那有沒有生物可以主動收集水分呢？還真有！

在世界上最乾燥的地區之一——非洲南部的納米布沙漠，每年降雨量僅1.4 公分。

在這片沙漠中生存者一種甲蟲，納米比沙漠甲蟲（Namib Desert beetle），在收集水分方面展示了獨特的適應性。

納米比沙漠甲蟲（資料來源：文獻1）

納米比甲蟲的生存策略非常巧妙：它會爬到沙丘上，面對微風，身體保持45 度角，利用硬質的鞘翅捕捉空氣中的水珠。

鞘翅表面擁有特殊的結構，能有效收集水分，這麼神奇？

這就要說一說基於它的身體表面特殊結構收集水分的原理。

甲蟲的頭部對準風向，其鞘翅表面的凹凸不平設計幫助捕捉霧中的水珠。

霧氣中的微小水滴，直徑約15~20 微米，會凝聚在其翅膀上。

這些水滴首先會黏附在親水性的凸起部位，凸起部分的周圍是疏水的凹槽。

當水珠與親水錶面接觸時，它們會擴散開，形成較大的水滴，這樣就不易被風吹走，還可以吸附更多的水珠。

在每小時30 公里的風力作用下，水滴會增長到直徑5 毫米，並沿著甲蟲的背部滑落至口部，供甲蟲攝取。

奈米比沙漠甲蟲背部小水滴隨時間變化的示意圖（資料來源：文獻3）

這種獨特的水分收集方法使奈米比沙漠甲蟲能夠在幾乎沒有可見水源的環境中生存。

科學家也從這種甲蟲的水收集機制中獲得靈感，發展出了新型的水收集技術，這些技術可以在乾旱地區收集大氣中的水分，用於人類和農業的用水需求。

水分收集的仿生應用

科學家們從奈米比沙漠甲蟲背部的水收集機制中獲得了靈感，設計了多種能夠模仿這種自然現象的材料和技術。

東華大學的研究人員首先提出了一種親水-超疏水圖案化織物，透過簡單的紡織設備和簡單的編織方法製成。

這種織物採用親水性黏膠和疏水性丙綸絲與一些試劑生產混合可濕性表面，不僅大大降低了成本，為未來大規模生產集水材料提供了可能。

製備親水-超疏水圖案緯背機織物的示意圖（資料來源：文獻4）

澳洲工程師Edward Linacre 受到納米比沙漠甲蟲水收集機制的啟發，開發了一種自供能的灌溉泵系統，名為「Airdrop」。

這個系統透過地下管道網路將空氣引入並冷卻至水分凝結的溫度，然後將水分輸送到植物的根部，旨在為乾旱地區的農作物提供灌溉。

NBD Nano 這家美國新創公司研究如何將甲蟲的功能模仿到水瓶表面上，創造一種自填充水瓶。

這種原型瓶據信能根據當地環境每小時收集0.5 到3 公升水。

設計師Arturo Vittori 和Andrea Vogler 創造的Warka Water 是一種高9 公尺的竹塔，內建塑膠網格，在夜間收集濕空氣中的水分，並將其儲存在底部的水箱中。

這種設計能夠為乾旱地區提供成本低廉的水資源。

水滴會沿著甲蟲的背部滑落至口部（來源：文獻1）

透過模仿納米比沙漠甲蟲等生物的水收集策略，科學家和工程師們正在為乾旱地區提供創新且永續的解決方案。

這不僅促進了水資源管理的科學發展，也為未來的環境保護和永續發展開闢了新道路。

我們期待這些靈感來自自然界的技術能進一步發展，為全球缺水的地區帶來實質的改變。

參考文獻

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