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「千足蟲」馬陸,真的有 1000 隻腳嗎?

李鍾旻_96
・2022/02/02 ・3083字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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每個人應該都見過馬陸,但肯定幾乎沒有人會願意去細數馬陸共有多少隻腳。

「馬陸」指的是倍足綱的節肢動物,我們在山區潮濕的環境、落葉堆裡、石頭下,都有可能會發現這群外表細長圓筒狀的動物。

比如說,你若在台灣北部的郊山健行遊玩,便常有機會遇到福爾摩沙山蛩(Spirobolus formosae formosae)這種馬陸。福爾摩沙山蛩屬於本土馬陸中的「大傢伙」,體長可達 10 公分,並且牠們的數量不少,是相當容易引人注目的種類。

福爾摩沙山蛩,台灣北部低海拔山區常見的大型馬陸,多棲息在森林邊緣。體色黑且體表具有許多紅色環紋,有時可發現牠們在樹幹、枯木或潮濕的地面活動。圖/作者提供

全世界已知的馬陸至少有 10000 種,壽命一般介於 1~10 年之間。大部分的種類行動遲緩,喜歡棲息在潮濕陰暗的隱蔽環境,但也有少部分種類能適應較乾燥的環境。

馬陸通常會在土壤表面穿梭,以死亡的植物殘骸、落葉等腐敗的植物性成分為食。部分種類的馬陸還能取食真菌、吸食植物汁液,而世界上也有少數雜食性的馬陸會取食動物殘骸。

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有些馬陸偶爾也出現在我們的生活中。像是擬旋刺馬陸(Pseudospirobolellus avernus)這種體長小於 3 公分的馬陸,有時便會沿著門縫、窗縫爬進潮濕的地下室或低樓層的住家。我們所栽種的盆栽,或者花市買來的培養土也可能因夾帶了特定馬陸的卵而導致牠們出現在室內。

擬旋刺馬陸,外觀紅褐至深紫色,分布台灣平地及低海拔地區,多棲息於土壤表面,有時會經由門窗縫隙爬進建築物內。圖/作者提供

名符其實的「千足蟲」?

馬陸是節肢動物中,足的數目最多的一群。或許部分人對馬陸這類「腳太多」的生物總有莫名恐懼感,特別是體型較大的種類,一些人見到牠們會感到心裡不太舒服。

但是關於馬陸的「腳」,確實是很有意思的一件事。應該很多人都聽過,馬陸又有「千足蟲」之稱。馬陸的英文名稱 millipede 源自拉丁文,其中milli 意指「千」,而 pede 則意指「足」。但牠們真有 1000 隻腳嗎?還是說,只是個誇大的形容而已?

先來認識一下馬陸身體的基本組成。馬陸的軀幹擁有眾多的體節,大部分的馬陸,體節數目一般在 20~100 之間。除了身體前端及末端的少數特定幾節外,大部分的體節,每節均長有 2 對纖細的腳。

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馬陸的軀幹確實長有非常多腳,然而大部分的馬陸,腳的數量大約介於 40~200 對之間。也就是說,許多馬陸其實只有 80~400 隻腳。以往人類的認知裡,僅有極少數的物種,會擁有超過 700 隻腳。

舉例來說,產於非洲的非洲巨馬陸(Archispirostreptus gigas),這種馬陸被認為是體型最大的馬陸,體長可達 30 公分,牠身上的腳總計大約在 256 隻上下。由此可見,體型與腳的數目未必是成正比的。

非洲巨馬陸體長約20~30公分,是目前全世界已知體型最大的馬陸,分布肯亞、坦尚尼亞等國家。圖/Wikipedia

直到 2020 年時,澳洲的生物學家在澳洲西部地下 15~60 公尺處的礦區,發現了一種前所未有,腳的數量「破紀錄」的馬陸,牠亦讓「千足蟲」的名號不再是言過其實!

這種馬陸身體纖細而無眼,學名被命名為 Eumillipes persephone。在採集到的樣本中,其中一隻體型最大雌性個體體長約 9.5 公分,身上具有 330 個體節,1306 隻腳(653 對腳),被證實為目前地球上擁有最多腳的物種。而學名中 Eumillipes 的涵義便是「真正的千足蟲」,persephone 則指的是希臘神話中的冥后波賽芙妮(Persephone),象徵這個物種長期棲息在地下深處。

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目前推測,這種馬陸細長的身體比例可能有利於在地底環境活動。並且,由於馬陸這類動物的身體體節並非終生固定,體節及足的數目往往會隨著蛻皮成長而持續增加,因此 1306 這個數字很可能還不是這種馬陸足數目的上限值。

澳洲發現的馬陸 Eumillipes persephone,體色淺,牠不僅身為腳最多的馬陸,更是目前地球上已知腳最多的動物。圖/WIikipedia

當馬陸在鐵軌上橫行

雖然馬陸往往行動緩慢又棲身在暗處,然而在某些地區,馬陸的數量與行為曾造成災難般的問題。相當有名的例子就是阻礙交通!

日本有一種會週期性大發生,俗稱「火車馬陸」(Parafontaria laminata armigera,キシャヤスデ)的種類,當這種馬陸數量多時,曾一度大量群聚在日本中部鐵路,導致鐵軌幾乎被淹沒,更迫使火車班次延後或停駛。

日本新聞台對火車馬路的報導。

澳洲過去也曾發生過相似的案例,在當地屬外來入侵種的葡萄牙黑馬陸(Ommatoiulus moreleti)也會爬上鐵軌。當火車輾過大量的馬陸,牠們流出的黏稠體液便有可能引發出軌事故,使得部分列車班次必須緊急取消。當然,數量龐大的牠們,有時也會爬進房屋,造成人們生活上的困擾。

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在台灣,常見的粗直形馬陸(Orthomorpha coarctata),在戶外有時能觀察到多達數百隻個體聚集的壯觀現象。幸好,牠們一般只在潮濕的土壤環境出沒,偶爾可能在建築物周圍活動,目前沒有發生過影響交通安全的重大事件。

粗直形馬陸,外觀深褐至黑色,身體側方具凸出的黃色板片。台灣平地及低海拔地區常見,有時會在一些潮濕地表環境成群出現。圖/作者提供

還是分不清馬陸跟蜈蚣嗎?

有些人或許會把倍足綱的馬陸,與分類上屬於唇足綱的蜈蚣混淆,但兩者之間其實有很大的不同,特別是足的數量。馬陸大部分體節各有 2 對足,蜈蚣則是大部分體節各有 1 對足。蜈蚣足的數量一般介於 21~23 對之間,數目也遠低於馬陸。另外,馬陸身體大多呈圓筒形,蜈蚣則身體較扁平。

馬陸不像蜈蚣那樣具有能用於攻擊的鉤狀毒鉤,因此幾乎不具危險性。但是當馬陸受到驚擾時,通常身體會捲曲成近似圓盤狀或球狀,並分泌出有異味或具刺激性的化學物質,藉以保護自己。除了部分馬陸的分泌物可能對人的皮膚造成刺激感,大部分常見的馬陸屬於無害的動物。

圖為護卵中的蜈蚣。可以觀察到蜈蚣大部分體節各有 1 對足, 且第一對足進化成鉤狀的毒鉤 。 圖/WIKIPEDIA

事實上,也有一些體型大或外觀特別的馬陸在市場上流通,為特定大眾眼中受歡迎的珍奇寵物。體型碩大且飼養難度不高的非洲巨馬陸,便是相當受人喜愛的種類。人為飼養下,非洲巨馬陸可存活約 5~10 年。

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另外像是福爾摩沙山蛩、琉球帶馬陸(Riukiaria sp.)等具有特殊體色或花紋的種類,因為被認為具有觀賞價值,也有不少人飼養。

琉球帶馬陸,外觀淡黃色,可發現於台灣中低海拔的森林環境。圖/作者提供

參考資料

  1. First-Ever ‘True’ Millipede With 1,306 Legs Discovered Deep Underground in Australia
  2. The first true millipede—1306 legs long
  3. Every 8 Years, Swarms of Millipedes Stop Trains in Japan. Scientists Finally Know Why
  4. Amy Stewart. 2011. Wicked Bugs: The Louse That Conquered Napoleon’s Army & Other Diabolical Insects. Algonquin Books.
  5. 何淑鈴、王淑玉。2009。《馬陸 停看聽》。台北市教師研習中心。
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文章難易度
李鍾旻_96
7 篇文章 ・ 8 位粉絲
目前大部分時間都在觀察、寫作和拍照,曾獲金鼎獎兒童及少年圖書獎、世界華人科普新秀獎、人與自然科普寫作桂冠獎等。著作:《台灣常見室內節肢動物圖鑑》(2021)、《自然老師沒教的事6:都市昆蟲記》(2015)。

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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