Niewiarygodne, jeszcze kilka lat temu nie przeprowadzono żadnych badań na temat wagi, jaką może unieść mrówka. Biomechanika tych zwierząt, opracowana przez setki lat ewolucji, pozwala im podnosić ładunki ekstremalnie cięższe niż ich własna masa ciała.
Ludzi zawsze pociągała ogromna siła mrówek. Od czasu Pliniusza (77 r. n.e.), który stwierdził, że jeśli porównamy ładunek z ciałem mrówki to nie będzie on istniał z większą siłą w świecie zwierząt, opór tego owada wywołał u naszego gatunku zdziwienie zarówno na poziomie naukowym, jak i kulturowym. poziom.
Dlaczego mrówki są tak silne?
Siła zwierząt zależy od zestawu czynników, takie jak odporność stawów, masa mięśniowa, równowaga ciała, stabilność i masa kostna -u zwierząt, które mają kości-.
Stawy owadów bardzo różnią się od stawów kręgowców. Zwierzęta z kostnym szkieletem wewnętrznym używają sztywnych elementów z ograniczeniami ruchowymi, takich jak staw.
Z drugiej strony mrówki, podobnie jak inne stawonogi, same nie mają stawów. Poszczególne segmenty ich ciał są połączone ze sobą i ze stawami dzięki cienkim membranom o różnej geometrii, tak, aby umożliwiały szeroki zakres ruchów.
Z drugiej strony mięśnie tych zwierząt są bardzo płaskie, poszerzone i o znacznie większej powierzchni implantacji. Te cechy znacznie zwiększają nośność każdego zwierzęcia.
Dzięki tym wszystkim fizycznym atrybutom mrówki mogą podnosić duże ciężary. Na przykład w artykule opublikowanym w czasopiśmie Czasopismo Biomechaniki (2014) obserwowany jest obraz, na którym mrówka robotnica gatunku Oecophylla longinoda, który waży około 6 miligramów, ciągnie martwego pisklęcia ważącego 7 gramów.
Ten okaz Oecophylla longinoda Musiał podnieść 1200 razy swoją wagę.
Jedna z podstawowych części mrówek, która odpowiada za podtrzymywanie całego podnoszonego ciężaru, to szyja. Ładunek jest unoszony przez usta, a napięcie jest rozprowadzane przez szyję i klatkę piersiową do stępu - łap owadów - które mają zdolność zakotwiczenia się na ziemi i nie ustępują pod wpływem podniesionego ciężaru.
Jednak to staw szyjny wytrzymuje maksymalne obciążenie. Ostatnie badania pokazują, że to połączenie ma anizotropowe zachowanie mechaniczne. Oznacza to, że właściwości fizyczne tkanin zmieniają się w zależności od podnoszonego ciężaru.
Ile wagi może unieść mrówka?
Dziś, Nie ma dokładnej odpowiedzi na to, ile ciężaru może podnieść mrówka. Podnoszony ciężar dotyczy warunków biologicznych, takich jak gatunek, ale także różnych sytuacji, w których ładunek musi być podtrzymywany.
W tym sensie, mrówki zmieniają pewne zachowania, gdy niosą duże obciążenia. Na przykład im wyższa waga, tym wolniejsza prędkość poruszania się tych owadów, ponieważ większy wydatek energetyczny. Z tego powodu mrówki zwykle nie wybierają maksymalnej nośności.
Gdyby to zrobili, napotkaliby przeszkody nie do pokonania, takie jak zbocze. W ten sam sposób, jeśli niosą maksymalny ciężar, wiedzą, że będą chodzić wolniej, co jest niebezpieczne w naturze.
Z tego powodu, trudno określić, ile ciężaru może unieść mrówka ponieważ, rzecz jasna, nigdy nie przyjmie największego możliwego ciężaru, a jedynie taki, który pozwoli mu swobodnie się poruszać bez odrzucania materiału, który chce zabrać do mrowiska.
Ponieważ nie da się przeprowadzić eksperymentu in vivo gdzie mrówki niosą maksymalny ciężar - nie będą - niektórzy badacze zaprojektowali maszynę do pomiaru nośności mrówek.
Maksymalny ciężar podnoszony przez mrówkę
W eksperymencie przeprowadzonym przez Ohio State University mrówka z Allegheny (Formica eksektoidy) za to, że jest bardzo powszechna w regionie i nie jest znana z podnoszenia ciężarów. Można powiedzieć, że jego nośność jest przeciętna.
Aby uniknąć bólu podczas eksperymentu, mrówki zostały całkowicie znieczulone. Po tym, zostały one umieszczone twarzą do góry w specjalnej wirówce przeznaczonej do eksperymentu.
Ta maszyna obracałaby się sama, tworząc coraz większe napięcie w okolicy szyi mrówek. Gdy przyłożona siła przekroczyła 350-krotność masy mrówek, jego szyja zaczęła się wydłużać, to znaczy zmieniać kształt.
Gdy waga mrówki została przekroczona od 3400 do 5000 razy, szyja osiągnęła swój limit. Z danych tych wynika, że maksymalna nośność mrówki, której nie znamy, może sięgać nawet 5000 razy większej masy zwierzęcia.
Chociaż naukowcy rzucają te dane, rzeczywistość w przyrodzie jest inna. Zgodnie z obserwacjami słynnych mrówek liściastych, dobrze znanych ze swoich zdolności do podnoszenia ciężarów, starają się nosić odpowiednią wagę, która pozwala im swobodnie chodzić bez zmęczenia.
W rzeczywistości stwierdzono, że mrówki o mniejszych rozmiarach mają proporcjonalnie większe ciężary niż te większe. Ponadto, gdy ciężar jest zbyt duży, mimo że mogą podnieść i przejść kilka kroków, decydują się go zmniejszyć i zmniejszyć lub porzucić.
Jak widzieliśmy, mrówki nie wykorzystują nadmiernie swojej siły, ponieważ mogą uszkodzić stawy lub zużyć tyle energii, że nie mają siły wrócić do mrowiska. Ponadto, wciąż jest wiele do zbadania, aby naprawdę wiedzieć, ile ciężaru może podnieść mrówka.
