Якби мураха міг вирости до розміру людини, чи мав би він наддержави?

Словом, ні.

Наші уявлення про фільми про супергероїв про комах, що зазнали радіоактивності, можуть мутувати у гігантських комах із надсилами, що змушує мене запитати, чи могло це статися в реальному світі?

Мураха може підняти приблизно в 20 разів більше власної ваги, а блоха одним стрибком може стрибнути в 40 разів більше власної висоти.

Якби ці комахи раптово змінилися на розмір людини, можливо, він втратив би ту "надсилу", якою він володів, коли був його нормальних розмірів. Як це відбулося? Ось чому

Ногу мурахи можна сприймати як циліндр, сила ноги мурахи пропорційна площі поперечного перерізу циліндра. Люди теж. Сила людської ноги пропорційна площі поперечного перерізу кісток і м’язів ноги.

Ми знаємо, що площа поперечного перерізу циліндра - це коло, що еквівалентно πr2, де r - довжина радіуса. Якщо ви скажете, цей мураха змінює розмір у 3 рази більше. Потім площа поперечного перерізу збільшується в 9 разів, що означає, що сила ніг мурахи також збільшується, щоб бути в 9 разів сильнішою.

А як щодо його маси, коли мурахи в 3 рази перевищують цей розмір?

Ми можемо спростити це, розглядаючи вміст тіла мурахи як простір. Маса мурахи пропорційна об’єму мурахи. Обсяг простору, такого як куля, еквівалентний 4 / 3πr3. Подивіться на радіус, що містить силу 3, отже, коли мураха в 3 рази більший, то відбувається, що об’єм збільшується в 27 разів, а це означає, що маса мурахи також у 27 разів більша.

Оскільки об’єм організму збільшується набагато швидше, ніж площа поперечного перерізу його тіла, це означає, що маса організму також збільшується набагато швидше, ніж сила організму.

Також читайте: Трофей Кубка світу-2018 виявляється Kopong!

Уявімо, що якщо мураха збільшується в розмірі в 50 разів, площа перерізу ніг мурахи збільшується так, що його сила збільшується в 2500 разів. Тоді обсяг мурах, який також збільшується в масі в 125 000 разів!

Цей мураха стане дуже важким, але збільшення сили не відповідає збільшенню маси. Як результат, ноги цього мурахи можуть не витримати ваги власного тіла.

У кращому випадку ці мурахи стануть такими ж сильними, як і люди однакового розміру. Блоха, яка може стрибнути дуже високо одним стрибком, може стрибати через невеликі огорожі, лише якщо вона розміром з людину.

Зв’язок між силою та площею перерізу кісток і м’язів, масою та об’ємом пояснює, чому слони та інші великі тварини громіздкі - жоден з них не схожий на комах.

У слона товсті ноги, оскільки йому потрібна сила великої площі перерізу, щоб підтримувати свою велику масу тіла. Бегемоти та носороги мають такі великі ноги, щоб підтримувати свою вагу. Ноги жирафа менші і тонші, але тіло жирафа також не таке громіздке, як у слона або бегемота.

Існує також інший фактор, чому мураха не матиме надмічних сил, якщо розмір людини, що пов’язано з його метаболічними потребами - використанням енергії - збільшується пропорційно збільшенню об’єму тіла.

Коротше кажучи, здатність організму отримувати або виділяти теплову енергію не пропорційна його метаболічним потребам у міру збільшення, оскільки площа поверхні його меншого тіла збільшується відносно його обсягу. В результаті мураха може згоріти, оскільки не може швидко виділити тепло свого тіла.

Великі тварини, такі як слони, можуть добре метаболізуватися завдяки своїм великим розмірам тіла, оскільки вони мають опорні конструкції, такі як їх широкі вуха, наповнені кровоносними судинами, які вони використовують для охолодження та зігрівання свого тіла.

Читайте також: Чому мурахи не вмирають, падаючи з висоти?

Таким чином, у нас немає мурахи, який би міг збільшуватися або різко зменшуватися за допомогою наддержав. Завдяки геометричним факторам, розмірам тіла, силі та обміну речовин. Але ми маємо ще один приклад великої тварини.

Однак очевидно, що природа зберігає потенційний дисбаланс, чи певні організми повинні бути меншими чи значно більшими, ніж сьогодні. Просто переконливо, так? Не потрібно турбуватися, жодні чудовиська-комахи-чудовиська не будуть керувати Землею.


Ця стаття є поданням автора. Ви також можете самостійно писати про Saintif, приєднавшись до Saintif Community.