Uskomatonta, että muutamia vuosia sitten ei ole tehty tutkimuksia siitä, kuinka paljon painoa muurahainen voi kantaa. Näiden eläinten biomekaniikka, joka on kehitetty satojen vuosien kehityksen aikana, sallii niiden nostaa kuormia, jotka ovat äärimmäisen painavia kuin oma paino.
Ihmiset ovat aina olleet kiinnostuneita muurahaisten valtavasta voimasta. Plinius (77 jKr.), Joka sanoi, että jos verrataan kuormitusta muurahaisen kehoon, sitä ei olisi eläinmaailmassa suuremmalla voimalla, tämän hyönteisen vastustus on aiheuttanut hämmästystä lajissamme sekä tieteellisessä että kulttuurisessa taso.
Miksi muurahaiset ovat niin vahvoja?
Eläinten vahvuus määräytyy joukon tekijöitä, kuten nivelten vastustus, lihasmassa, kehon tasapaino, vakaus ja luumassa -niillä eläimillä, joilla on luita.
Hyönteisten nivelet ovat hyvin erilaisia kuin selkärankaisilla. Eläimet, joilla on luinen endoskeleton, käyttävät jäykkiä osia, joilla on rajoituksia liikkua, kuten nivel.
Toisaalta muurahaisilla, kuten muilla niveljalkaisilla, ei ole itse niveliä. Kehon eri segmentit on kiinnitetty toisiinsa ja niveliin ohuiden kalvojen ansiosta, joilla on erilainen geometria, niin, että ne mahdollistavat monenlaisia liikkeitä.
Toisaalta näiden eläinten lihakset ovat hyvin litteitä, laajennettuja ja niillä on paljon suurempi istutusalue. Nämä ominaisuudet lisäävät huomattavasti minkä tahansa eläimen kantokykyä.
Kaikkien näiden fyysisten ominaisuuksien ansiosta muurahaiset voivat nostaa paljon painoa. Esimerkiksi lehdessä julkaistussa artikkelissa Biomekaniikan lehti (2014), havaitaan kuva, jossa lajin työläismuurahainen Oecophylla longinoda, joka painaa noin 6 milligrammaa, vetää kuolleen pojan, joka painaa 7 grammaa.
Tämä malli Oecophylla longinoda Hän joutui nostamaan 1200 kertaa painonsa.
Yksi muurahaisten perusosista, joka on vastuussa kaiken nostetun painon tukemisesta, on niska. Kuormaa nostetaan suulla ja tämä jännitys jakautuu niskan ja rintakehän läpi kuin hyönteisten jalat, jotka kykenevät ankkuroitumaan maahan eivätkä anna periksi nostetun painon vuoksi.
Kuitenkin niskanivel tukee suurinta kuormitusta. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että tällä liitoksella on anisotrooppinen mekaaninen käyttäytyminen. Tämä tarkoittaa, että kankaiden fysikaaliset ominaisuudet muuttuvat nostettavan painon mukaan.
Paljonko muurahainen voi kantaa painoa?
Tänään, Ei ole tarkkaa vastausta siihen, kuinka paljon painoa muurahainen voi nostaa. Nostettu paino huomioi biologiset olosuhteet, kuten lajin, mutta myös erilaiset tilanteet, joissa kuormaa on tuettava.
Tässä mielessä, muurahaiset muuttavat tiettyjä käyttäytymismalleja, kun niillä on paljon taakkaa. Esimerkiksi mitä suurempi paino, sitä hitaampi näiden hyönteisten kävelynopeus, koska sitä enemmän energiaa kulutetaan. Tästä syystä muurahaiset eivät yleensä valitse suurinta kantokykyä.
Jos he tekisivät niin he törmäisivät ylitsepääsemättömiin esteisiin, kuten rinteeseen. Samalla tavalla, jos he kantavat suurimman painonsa, he tietävät kävelevän hitaammin, mikä on vaarallista.
Tästä syystä, on vaikea tietää kuinka paljon painoa muurahainen voi kantaa koska se ei selvästikään koskaan ota suurinta mahdollista painoa, vaan vain sen, jonka avulla se voi liikkua helposti hylkäämättä materiaalia, jonka se haluaa viedä muurahaispesään.
Koska kokeilu on mahdotonta in vivo joissa muurahaisilla on suurin paino - he eivät - jotkut tutkijat suunnittelivat koneen muurahaisten kaulan kantokyvyn mittaamiseksi.
Suurin paino muurahaisella
Ohion osavaltion yliopiston suorittamassa kokeessa Allegheny -kumpu muurahainen (Formica exsectoids), koska se on hyvin yleistä alueella eikä tunneta painojen nostamisesta. Voisi sanoa, että sen kantokyky on keskimääräinen.
Kipujen välttämiseksi kokeen aikana muurahaiset nukutettiin kokonaan. Sen jälkeen, ne asetettiin kuvapuoli ylöspäin erityiseen sentrifugiin, joka oli suunniteltu kokeilua varten.
Tämä kone pyöri itsekseen ja aiheuttaisi yhä enemmän jännitystä muurahaisten niska -alueelle. Kun voima ylitti 350 kertaa muurahaisten painon, niska alkoi laajentua, eli muuttaa muotoaan.
Kun muurahaisen paino ylitettiin 3400-5000 kertaa, kaula saavutti rajansa. Nämä tiedot osoittavat, että muurahaisen suurin kantokyky, jota ei tunneta siitä, voi olla jopa 5000 kertaa eläimen paino.
Vaikka tiedemiehet heittävät nämä tiedot, todellisuus luonnossa on erilainen. Kuuluisista lehtileikkurimuurahaisista tehtyjen havaintojen mukaan, jotka ovat tunnettuja kyvystään nostaa painoa, he yrittävät kantaa oikeaa painoa, jonka avulla he voivat kävellä helposti ilman väsymystä.
Itse asiassa pienemmillä muurahaisilla on havaittu olevan suhteellisesti suurempia painoja kuin suuremmilla. Lisäksi kun paino on liian suuri, vaikka he voivat nostaa ja kävellä muutaman askeleen, he päättävät leikata sen alas ja pienentää sitä tai luopua siitä.
Kuten olemme nähneet, muurahaiset eivät käytä voimiaan liikaa, koska ne voivat vahingoittaa niveliään tai kuluttaa niin paljon energiaa, että heillä ei ole voimaa palata muurahaispesään. Lisäksi on vielä paljon tutkittavaa, jotta voimme todella tietää, kuinka paljon muurahainen voi nostaa painoa.
