Как тежък е мравка и какво тегло може да се вдигне

Ноември 2018

Видео: Calling All Cars: Hot Bonds / The Chinese Puzzle / Meet Baron (Ноември 2018).

Anonim

Практически у каждого человека муравьи ассоциируются с трудолюбием, самопожертвованием и способностью работать днем и ночью на благо колонии. Даже поговорка существует: "Работать, как сотня муравьев". Кроме того, ученые выяснили, что муравьи могут похвастаться не только завидным "трудоголизмом", но и поразительными физическими способностями. А зная, сколько весит муравей, можно только удивляться, как им это удается.

Ещё в школах ученикам рассказывают, что муравьи могут поднимать груз больше собственного веса в 10 раз больше их собственной массы. Но как оказалось, и это не предел - по мере изучения муравьев выясняются все более и более впечатляющие факты об их способностях…

Сколько весит муравей и все муравьи вообще?

Средний вес муравья колеблется в зависимости от вида от 1 до 150 миллиграммов. Обычные наши черные и рыжие лесные муравьи весят около 5-7 миллиграммов.

Самые легкие муравьи - фараоновы, всем известные домашние вредители, и некоторые виды тропических муравьев, такие же мелкие. Масса муравья из касты рабочих у этих видов составляет 1-2 миллиграмма.

А одни из самых крупных видов муравьев - это южноамериканский муравей-пуля и африканские бродячие муравьи. У первых рабочий муравей весит до 90 миллиграммов, а у вторых матка в период оседлой жизни старательно полнеет и может весить до 10 граммов!

В это время такая матка может откладывать до 120 тысяч яиц каждый день, что тоже является одним из рекордов не только у насекомых, но и среди других животных вообще. Кроме того, и муравей-пуля и бродячие муравьи (сиафу) являются одними из самых опасных в мире.

Получается, что одна матка бродячего муравья весит столько же, сколько весит 200-700 рабочих особей. Хотя имеются виды - например, прыгающие муравьи - у которых матки от рабочих муравьев практически не отличаются ни по размерам, ни по массе. Но у этих муравьев есть множество других отличительных черт. Например, у них могут размножаться даже простые рабочие муравьи.

Это интересно

Самые крупные жившие на Земле муравьи имели длину тела до 7 см у маток. Если экстраполировать их массу, получится, что такие монстры весили около 20 граммов.

Вообще, муравьи столь широко распространены и так многочисленны, что их общая масса на планете больше, чем у любой другой группы насекомых. По подсчетам ученых, все муравьи на Земле весят приблизительно столько же, сколько весят все люди - около одного миллиарда тонн. При этом на каждого человека приходится примерно 10 миллионов муравьев.

Но в муравьях интересно даже не то, сколько они весят, но их способности поднимать очень тяжелые по сравнению с весом их тела предметы.

Какой вес поднимает муравей?

Сегодня проверено, что в среднем муравей поднимает вес, в 50 раз превышающий его собственный - например, до 100 мг переносит каждый рабочий муравей-листорез. Зная, сколько весит муравей, можно посчитать, на что он способен, как тяжелоатлет.

Интересно, что у муравьев-листорезов солдаты весят в несколько десятков раз больше обычных рабочих, а матка - в 700 раз! Естественно, что у этого вида солдаты появляются только в тех муравейниках, численность которых переваливает за 100 тысяч особей - меньшему количеству рабочих тяжело прокормить такую армию.

В принципе, солдат этого вида может поставить и более выдающийся рекорд, однако никогда этого не делает: его задача не носить грузы, а защищать "грузчиков".

На заметку

Если бы человек мог поднимать вес в таких же пропорциях, как это делают муравьи, то легко выжимал бы над головой штангу до 5 тонн. То есть, сила муравья превосходит таковую у человека примерно в 25 раз. Как остроумно подсчитали математики, для переноса взрослого человека потребуется около миллиона муравьев, а для переноса кружки пива - около 10 тысяч. Конечно же, результаты таких замеров зависят от вида муравья и того, сколько каждый из них весит.

Разумеется, чем меньше муравей, тем меньшую массу он поднимает. Однако отношение поднимаемого веса к массе самого муравья при уменьшении размеров насекомого растет.

Это интересно

При совместном переносе тяжестей способности муравьев ещё больше возрастают. Во время лабораторных экспериментов муравей в одиночку развивал мощность в 24.2 эрг/сек, а два муравья вместе развивали мощность в 63,2 эрг/сек. То есть муравей может поднять в сотрудничестве с товарищем столько, сколько не поднимают они оба самостоятельно вместе взятые.

Почему же муравьи такие сильные?

Надо сказать, что так сильны не только муравьи: в целом все насекомые могут развивать очень большую мощность. Те же блохи очень быстро толкают свое тело на расстояние, в 150 раз превышающее длину их тела. А жуки-скарабеи могут поднимать вес, превышающий их массу тела в 850 раз. Перед такими способностями даже сила муравья кажется не такой большой.

Причина таких феноменальных способностей муравьев и вообще насекомых уже давно объяснена учеными. В животном мире существует закон, согласно которому при уменьшении геометрических размеров тела живого существа его масса уменьшается пропорционально длине тела в третьей степени, а площадь поперечного сечения мускул - пропорционально квадрату длины тела.

Немного сложно, но это значит, что у муравьев на единицу массы мускулы в 100 раз сильнее, чем у человека. И такая пропорция соблюдается и для других живых существ - ракообразных, рыб, млекопитающих. А дополнительно наружный скелет и несколько иная структура мышц вносят в эти расчеты свои надбавки.

В целом это не значит, что самый маленький муравей - самый сильный. Действительно, крошечный фараонов муравей поднимает вес, в большее количество раз превышающий вес, который поднимает гигантский бродячий муравей. Но абсолютная масса груза в случае с домашним вредителем меньше. Поэтому самый сильный муравей - как раз самый крупный.

Муравьиные способности

Однако сила муравьев определяется не только весом, который они могут поднять. Муравьи используют свои физические способности и в других направлениях.

Например, очень известны муравьиные мосты, которые организуют рабочие особи африканских кочевых муравьев для переноса личинок и матки через водные преграды. Несколько сотен муравьев захватывают тела друг друга так прочно, что по составленному мосту может перебежать на другую сторону ручья млекопитающее размером с кошку. Правда, ни одно животное не пробует этого делать - эти муравьи чрезвычайно опасны из-за своих болезненных укусов.

А те же муравьи-листорезы могут волочить за собой по земле груз весом в 30 раз больший массы их тела. Необходимость в этом может возникать, когда насекомое из-за нестандартного размера предмета не может поднять его над головой.

Интересно, что многие подобные способности муравьев особенно изобретательные представители Homo Sapiens научились использовать в своих целях.

Муравьи строят мост (видео)

Можно ли использовать "муравьиную силу"?

В Центральной Африке мощные челюсти муравьев используют для зашивания открытых ран на теле: два края раны прижимаются друг к другу и к ним, словно степлер, прикладывается головой разъяренный муравей. Насекомое сразу же сжимает челюсти и плотно сдавливает оба края кожи. Несколько таких муравьев - и шов готов. Важно только как можно скорее ножницами отрезать муравьиную голову: после этого челюсти уже не разожмутся.

Иногда в той же Африке туземцы добывают из муравейников вкусные семена и мелкие орехи, используя муравьев как собирателей. Однако туземцы в этом плане невероятно этичны - вместо взятых из муравейника запасов они оставляют насекомым куски вяленого мяса или фрукты. Они знают, что если природу не грабить, но поровну делиться с ней, она отблагодарит многократно.

Интересное видео: пример огромного муравья