Як комахам вдається підіймати вантажі, що перевищують їхню власну вагу?
Відповідає доктор біологічних наук:
Чи справді мураха сильніша за слона?
Мурахи вважаються одними з найсильніших істот на Землі — достатньо підійти до мурашника й поспостерігати, як його мешканці вправно тягнуть гілочки, довжина яких у чотири-п’ять разів перевищує їхню власну. Уявіть тепер, яку колоду ви мали б зуміти понести, щоб зрівнятися в силі з цією комахою, — вагою приблизно 1500 кг. Це, наприклад, два кубометри сосни.
Цікаво, що в одному мурашнику можуть жити особини різного розміру. Так, вага рудої лісової мурахи коливається від 2 до 20 мг. Різниця в п’ять-десять разів іноді трапляється навіть в одній родині! Це приблизно так, ніби ваш рідний брат важив би 300–400 кг. Але людина з такою вагою і рухатися не змогла б, а мурахи — і великі, і маленькі — і швидко бігають, і важкі вантажі переносять.
Тут треба трохи розмежувати поняття «підняти» і «перенести». Мураха здатна перемістити дуже велику вагу, але найважчі об’єкти вона все ж тягне по землі.
І мураха, і людина сильніші за слона
А підняти — це дещо інше. Тут і людина може чимось похвалитися. Відірвати від землі суперсиловики здатні майже три тонни. Рекорд американця Пола Андерсона — 2844 кг. Підняти над головою — значно менше. Абсолютний рекорд тут встановив радянський і білоруський важкоатлет Леонід Тараненко — 266 кг. Кілька спортсменів зуміли подолати трикратний рубіж, піднявши у поштовху вагу, що втричі більша за їхню власну.
Однак нести досить довго людина може лише приблизно власну вагу (наприклад, іншу людину). А слон — теж один із визнаних силачів — може нести вантаж вагою не більше ніж третина власної маси. Тож і мураха, і людина сильніші за слона (у відносному значенні). Мураха взагалі здатна переносити вантажі, що перевищують її вагу в 50 разів, але волоком.
За моїми спостереженнями, мурахи переносили вантажі, у 14–15 разів більші за власну вагу. Тобто особина вагою 10 мг могла переносити до 150 мг. До того ж такі тягарі мурахи здатні нести не тільки горизонтальною поверхнею, а й дуже крутими, іноді майже стрімкими стінами свого мурашника.
Як же мурахи переносять такі тягарі?
Перш за все — завдяки розміру: чим менше тіло, тим більшу відносну вагу може перенести істота. Почасти це пояснюється біологічною закономірністю: вага тіла пропорційна довжині тіла в кубі, а поперечний переріз м’язів — довжині тіла у квадраті. Тому чим менший об’єкт, тим більше м’язів припадає на одиницю ваги, і тим він сильніший.
Крім того, комахи влаштовані інакше. У них є екзоскелет, який змінює біомеханіку тіла й бере на себе значну частину навантаження. Сучасні розробки екзоскелетів для людей дозволяють збільшити вагу вантажу в чотири-п’ять разів. У мурах такий «костюм» є від народження.
Є у мурахи ще одна особливість — шість міцних ніг із чіпкими кігтиками, що дуже підвищує надійність зчеплення з поверхнею. А це надзвичайно важливо: щоб тягнути важкий вантаж, потрібна надійна опора.
Тому мураха може переносити величезну вагу без шкоди для себе. Однак рекордсменом-важкоатлетом є навіть не вона, а жук-скарабей. Він може котити вантаж, у 1100 разів важчий за нього самого. Але саме котити, а не підіймати.
Що почитати на цю тему:
