Наблюдая за муравьями в течение времени, вы станете свидетелями замечательных подвигов силы.

Крошечные муравьи, марширующие в ряд, могут тащить в свои колонии пищу, песчинки и даже мелкие камешки, которые во много раз больше их самих.

И это не иллюзия — исследования показывают, что муравьи могут поднимать предметы, которые весят в 50 раз больше их собственного веса тела.

Как такое может быть?

Ответ на вопрос, почему муравьи — или любое насекомое, если на то пошло, настолько сильны, заключается в его уменьшительных размерах. Это физика, простая и ясная.

Физика силы тела

Чтобы понять огромную физическую силу муравья, вам нужно сначала понять несколько основных физических принципов того, как связаны размер, масса и сила:

  • Сила мышцы пропорциональна площади ее поперечного сечения.
  • Таким образом, площадь поверхности представляет собой двумерное измерение и измеряется в соответствии с квадратом ее длины.
  • С другой стороны, размер и масса животного определяются объемом. Объем представляет собой трехмерное измерение и рассчитывается путем умножения трех измерений.

Ключ здесь в том, чтобы признать, что вес животного связан с его объемом, который является трехмерным измерением, полученным путем вычисления кубического измерения.

Но, с другой стороны, сила мышцы — это двумерное измерение, достигаемое умножением только двух чисел, длины на ширину. Несоответствие здесь — это то, что создает разницу в относительной силе между большими и маленькими животными.

У более крупных животных гораздо больший объем и масса означают, что мышечная сила должна быть намного больше, чтобы поддерживать тот же уровень силы относительно массы тела. Мышцы также несут дополнительное бремя перемещения большего объема и массы тела вместе с любым поднимаемым объектом.

Крошечный муравей или другое насекомое имеет преимущество в силе из-за большего отношения площади поверхности к объему и массе. Мышцы муравья имеют довольно небольшую нагрузку, необходимую для подъема собственного тела, оставляя много мышечной силы для перемещения других объектов.

К этому добавляется тот факт, что тело насекомого по своей сути является легким относительно его объема по сравнению с другими животными. Структурно насекомые не имеют внутренних скелетов, как позвоночные животные, но вместо этого имеют твердую оболочку экзоскелета. Без веса внутренних костей, насекомое может содержать большее количество мышц.

Муравей не чемпион по тяжелой атлетике

Муравьи — это насекомые, которых мы чаще всего наблюдаем, поднимая тяжелые предметы, но они далеко не самые сильные члены мира насекомых. Известно, что навозный жук (Onthophagus taurus) поднимает грузы, в 1,141 раза превышающие его собственный вес — груз, эквивалентный человеку, поднимающему около 80 000 кг.