Ha egy hangya ember nagyságúra nőhet, lenne-e szuperhatalma?

Röviden: nem.

A radioaktivitásnak kitett rovarokról alkotott szuperhős-filmekkel kapcsolatos elképzeléseink óriási rovarokká mutálódhatnak szuperhatalommal, ami arra késztet, hogy megkérdezzem: történhet-e ez a való világban?

A hangya a súlyának körülbelül 20-szorosát képes megemelni, a bolha pedig egy magasságban a saját magasságának 40-szeresét képes megugrani.

Ha ezek a rovarok hirtelen emberi nagyságúra változnának, talán elveszítené azt a "szuperhatalmat", amely akkor volt, amikor normál méretű volt. Hogy történt? Ez az oka

A hangya lábát hengernek lehet tekinteni, a hangya lábának ereje arányos a henger keresztmetszetével. Emberek is. Az emberi láb ereje arányos a láb csontjainak és izmainak keresztmetszeti területével.

Tudjuk, hogy a henger keresztmetszete olyan kör, amely egyenértékű πr2-vel, ahol r a sugár hossza. Ha azt mondod, hogy ez a hangya háromszor nagyobbra változtatja a méretét. Ezután a keresztmetszet területe 9-szeresére bővül, ami azt jelenti, hogy a hangya lábainak ereje is 9-szer erősebbé válik.

Mi van a tömegével, amikor a hangyák 3-szor akkorák?

Ezt leegyszerűsíthetjük, ha a hangya testének tartalmát térnek tekintjük. A hangya tömege arányos a hangya térfogatával. Egy tér, például egy gömb térfogata egyenértékű 4 / 3πr3-mal. Nézze meg a 3 erejét tartalmazó sugarat, tehát ha a hangya háromszor nagyobb, akkor a hangerő 27-szer nagyobb, ami azt jelenti, hogy a hangya tömege is 27-szer nagyobb.

Mivel egy szervezet térfogata sokkal gyorsabban növekszik, mint a test keresztmetszetének területe, ez azt jelenti, hogy a szervezet tömege is sokkal gyorsabban növekszik, mint a szervezet ereje.

Olvassa el még: A 2018-as vb trófea kiderül, hogy Kopong!

Képzeljük el, hogy ha egy hangya 50-szeresére nő, akkor a hangya lábainak keresztmetszete úgy nő, hogy ereje 2500-szorosára nő. Ezután a hangyák térfogata szintén 125 000-szeresére növekszik!

Ez a hangya nagyon nehéz lesz, de az erő növekedése nem egyezik meg a tömeg növekedésével. Ennek eredményeként lehet, hogy ennek a hangyának a lábai nem képesek elviselni saját testtömegét.

Legjobb esetben ezek a hangyák olyan erősek lesznek, mint az azonos méretű emberek. Egy bolha, amely egy ugrással nagyon magasra képes ugrani, csak akkor képes átugrani a kis kerítéseken, ha akkora, mint egy ember.

Az erő és a csont és az izom keresztmetszeti területe, a tömeg és a térfogat közötti kapcsolat megmagyarázza, hogy az elefántok és más nagy állatok miért terjedelmesek - semmi sem hasonlít rovarokra.

Az elefántnak vastag a lába, mert nagy testtömegének alátámasztásához nagy keresztmetszeti terület ereje szükséges. A vízilovaknak és az orrszarvúaknak olyan nagy a lába, hogy megtartsa a súlyát. A zsiráf lába kisebb és vékonyabb, de a zsiráf teste sem olyan terjedelmes, mint az elefánté vagy a vízilóé.

Van egy másik tényező is, amiért a hangyának nincsenek szuperhatalmai, ha akkora, mint egy ember, ami összefügg a metabolikus szükségleteivel - az energiafelhasználással -, amely a test térfogatának növekedésével arányosan növekszik.

Röviden: egy szervezet hőenergia-nyerési vagy -kibocsátási képessége nem arányos az anyagcsere-szükségleteivel, mivel bővül, mert kisebb testének felülete a térfogatához képest növekszik. Ennek eredményeként a hangya megéghet, mert nem tudja gyorsan felszabadítani testhőjét.

A nagy állatok, például az elefántok, nagy testmérettel jól metabolizálhatnak, mivel támogató szerkezeteik vannak, például széles fülük tele van erekkel, amelyeket testük hűtésére és melegítésére használnak.

Olvassa el azt is: Miért nem halnak meg a hangyák, ha leesnek a magasból?

Így nincs olyan hangyánk, amely emberfeletti erővel drámai módon megnagyobbodhatna vagy összezsugorodhatna. Geometriai tényezők, testméret, erő és anyagcsere miatt. De van egy másik példánk egy nagy állatra.

Egyértelmű azonban, hogy a természet fenntartja az esetleges egyensúlyhiányt, függetlenül attól, hogy egyes organizmusoknak kisebbnek vagy sokkal nagyobbnak kell-e lenniük, mint ma. Csak meggyőző, mi? Nem kell aggódni, egyetlen hatalmas rovarszörny sem fogja uralkodni a Földön.


Ez a cikk a szerző beadványa. Ön is írhat saját írást a Saintifről, ha csatlakozik a Saintif közösséghez.

Legutóbbi hozzászólások

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found