为什么蚂蚁和其他昆虫如此强壮？
仔细观察蚂蚁任何一段时间，你都会看到一些非凡的力量壮举。小蚂蚁排成一行，可以把食物、沙粒，甚至是比自己大很多倍的小鹅卵石带回蚁群。这不是幻觉，研究表明蚂蚁可以举起重量高达自身体重50倍的物体。
这怎么可能？
蚂蚁或任何昆虫之所以如此强壮，原因在于它们的体型很小。这是物理学，简单明了。
体力物理学
要了解蚂蚁巨大的体力，你首先需要了解一些关于大小、质量和力量之间关系的基本物理原理：
- 肌肉的力量与其横截面的表面积成正比。
- 因此，表面积是一个二维测量，它是根据其长度的平方来测量的。
- 另一方面，动物的大小和质量由体积决定。体积是一种三维测量，通过乘以三维来计算。
这里的关键是要认识到动物的体重与体积有关，体积是通过计算立方测量得出的三维测量。但另一方面，肌肉的力量是一种二维测量，只需将两个数字（长度乘以宽度）相乘即可。这里的差异是造成大动物和小动物之间相对力量差异的原因。
在体型较大的动物中，体积和质量大得多意味着肌肉力量必须大得多，才能保持与体重相同的力量水平。在体型较大的动物中，肌肉也有额外的负担，随着被举起的物体移动更大的身体体积和质量。
一只微小的蚂蚁或其他昆虫由于其表面积与体积和质量的比率较大而具有力量优势。蚂蚁的肌肉有一个相当小的负荷来提升自己的身体，留下足够的肌肉力量来移动其他物体。
更重要的是，与其他动物相比，昆虫的身体相对于其体积而言本质上是轻的。在结构上，昆虫不像脊椎动物那样有内部骨骼，而是有坚硬的外骨骼外壳。如果没有内部骨骼的重量，昆虫的重量可以包含更多的肌肉。
蚂蚁不是举重冠军
蚂蚁是我们最常看到的举起重物的昆虫，但它们远非昆虫世界中最强壮的成员。众所周知，牛粪甲虫（Onthophagus taurus）的举重可达自身体重的1141倍，相当于人类举重约180000磅。
- 发表于 2021-09-25 09:38
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- 分类：生物
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