Муравей может поднять грузы

Сколько весит муравей и груз какой массы он может поднять

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.

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».

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.

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.

Источник

Сколько весит муравей и какой вес он может поднять

Размеры муравейников, сложенных из листиков, иголок и мелких веточек достигают 2-2,5 метров в высоту и 5 м в диаметре. Глядя на эти мощные сооружения, часто возникает вопрос, какой вес может поднять муравей.

Трудолюбие муравьев давно стало притчей во языцах. Каждый из нас наблюдал этих мелких насекомых, снующих туда-сюда, с веточкой или листиком на горбу, значительно превышающем собственные размеры. Порой можно увидеть целый отряд муравьишек с усердием перетаскивающих крупную палочку к поближе к гнезду.

Какой вес имеет муравей

Муравьи — не очень крупные насекомые. Вес рыжих лесных обитателей всего 5-7 мг. Можно сравнить обычной мухой, которая весит 12-15 мг. Такая масса не заметна при поднятии насекомого в руках.

В мире известно свыше 15 000 разновидностей мурашек. Они отличаются по размерам. Самые мелкие — фараоновые муравьи. Вес не превышает 2 мг. Одни из крупных африканские бродячие и муравьи-пулю. Масса последних достигает 90 мг. У африканских бродячих матка может весить 10 грамм.

Найдены древние экземпляры муравьев рода Formicium. Они жили 50 млн лет назад. Самки ископаемого насекомого в длину имели 7 сантиметров. По подсчетам ученых масса тела членистоногого такого размера должна была составлять около 20 мг. Сопоставимые размеры имеет колибри.

Вес насекомых может сильно отличаться даже внутри вида. Так, матка сиафу весит столько же, сколько 200-700 рабочих особей. А муравьи-солдаты, охраняющие гнездо, в 10 раз больше труженников. Такой разброс характерен только для отдельных разновидностей. Например, у прыгающих мурашек размеры маток и рабочих насекомых одинаковы.

Муравьи заселили всю земную поверхность. Колонии разных видов встречаются на одной территории и могут проникать друг в друга. Количественные показатели по общей численности очень высоки.

Несмотря на небольшие размеры отдельных особей, согласно данным исследователей общий вес всех муравьев на планете около 1 млрд тонн. Это примерная масса всех землян и превышает совокупный вес любых других насекомых. Считается что масса муравьев составляет 10% всех сухопутных обитателей. На среднего человека приходится 10 000 000 мурашек.

Но еще большую уникальность имеет сила муравьев.

Какой вес может поднять муравей

Крошечные насекомые способны носить тяжести, значительно превышающие их собственный вес. В соответствии с последними научными данными муравьи перетаскивают ношу, вес которой в 50 раз выше массы насекомого. Так, каждый муравей-листорез поднимает за раз около 100 мг листьев.

Для того, чтобы тяжелоатлет поднял штангу в таких же количественных соотношениях, она должна весить 4-5 тонн. Это больше реальных возможностей человека в 25 раз. Находчивые математики подсчитали, что для переноса человека нужно поработать 1 млн муравьев, а для пинты пива — 10 тысячам.

Интересный факт. Когда членистоногие действуют совместно, их грузоподъемность растет. При исследовании в научной лаборатории мощность одного муравья для подъема груза составляет 24.2 эрг/сек, мощность пары насекомых — 63,2 эрг/сек. То есть сила муравья при взаимодействии с соратником возрастала больше, чем в два раза.

Свои природные способности мураши применяют не только для подъема тяжелых предметов. Если работяга не может поднять веточку или листок над головой, он тащит его волоком. Вес предмета может в 20-30 раз быть больше массы тела.

Широко популярны муравьиные мостики африканских кочевников, которые насекомые сооружают при переходе через водоемы. Членистоногие переплетаются тельцами друг с другом, образуя стойкую опору для переноса маток и личинок. Такой мост способен выдержать даже кошку. Но для животных передвижение очень опасно из-за возможных муравьиных укусов.

Интересно, применение людьми природных способностей муравьев для различных целей. В районах Африки насекомых используют для сшивания ран. Края увечья прикладывают друг к другу и подносят членистоногого. Челюсти насекомого смыкаются на коже, после чего тело отделяют от головы. Для «зашивания» требуется несколько особей.

Африканские аборигены добывают в муравейниках собранные насекомыми орехи, семечки. Вместо полученных гостинцев оставляют лесным жителям фрукты и сушеное мясо, считая, что природу нельзя грабить.

Почему муравьи обладают такой силой

Зоологи давно объяснили факт высокой грузоподъемности муравьев. Согласно научным исследованиям, чем меньше размер организма, тем больший процент мышц приходится на килограмм тела. Расчеты дополнятся хитиновым покровом и другим способом строения мышечных тканей.

Но это не обозначает что самый крохотный муравей поднимает самую тяжелую массу. Абсолютные значения грузоподъемности варьируются от того, сколько весит муравей, его вида и роли. Например, мураши-солдаты могли бы поднимать более тяжелые грузы, но их функции не включают такую работу.

Среди насекомых-тяжелоатлетов муравьи даже не считаются лидерами. Например, жуки-скарабеи таскают груз в 800-900 раз больше собственного.

Заключение

Если спросить людей «кто самый сильный в лесу, кто самый трудолюбивый?», то многие дадут ответ — муравей. Физические способности муравьев и их плодовитость обеспечили высокую приспособляемость к жизни в самых разных условиях. Благодаря их выживаемости, насекомых можно встретить практически в любой точке мира.

Видео: Сколько весят все муравьи на земле?

Источник

Сила муравья или уникальная грузоподъемность

Муравьи – древние и многочисленные обитатели Земли. Об их трудолюбии, выносливости и мощи сложены сказки и легенды.

Физические возможности этих насекомых, живущих сложной общественной жизнью, являются предметом пристального изучения ученых-энтомологов.

Сколько весит муравей?

Масса муравья зависит от видовой принадлежности:

• Самые мелкие из известных на Земле – домовые, или фараоновы муравьи. Их вес 1-2 мг.
• Наиболее распространенные – формицины – черные или рыжие лесные муравьи. Они обитают по всей планете, вес среднего насекомого – 6-7 мг.
• Африканский бродячий муравей сиафу– настоящий гигант в мире муравьев. Вес его достигает 90 мг.

На заметку! Вес королевы южноамериканского муравья-пули равняется рекордным 10 г и составляет вес 500 средних рабочих особей. Хотя это скорее исключение из правила. У прыгающих муравьев матка и рабочие особи обладают абсолютно одинаковым весом.

Известно, что масса муравьев составляет 1% от массы всех насекомых на Земле. До 90-х годов XX века считалось, что вес муравьев на планете сопоставим с весом людей. Однако недавние исследования доказали неправомерность этого вывода для человечества.

Население Земли на сегодняшний день составляет 7,2 млрд чел., а предположительный суммарный вес (с учетом возрастающей склонности к ожирению) 332 млрд. кг. Если предположить, что количество муравьев – 10 тыс. трлн особей, их гипотетический вес будет равен лишь 40 млрд кг.

Однако исследования были не напрасны. Ученые сделали ошеломительный вывод: до конца XVIII века биомасса муравьев действительно равнялась массе людей на Земле. Однако с открытием Америки человечество стало заселять все большие территории и активно увеличиваться. С этого времени муравьи по этому показателю остались далеко позади.

Однако можно с точностью утверждать, что на каждого «Хомо сапиенс» планеты приходится 10 млн. муравьев.

Муравьиная грузоподъемность

Ученые исследуют муравьев давно. Исследования постоянно дают новую информацию о жизни этих уникальных насекомых. Какой вес может поднять муравей – один из вопросов, который больше всего интересовал ученых. Еще в середине XX века считалось, что муравей может поднять вес, превышающий собственный в 10 раз – довольно много для крошечного создания.

Опыты проводились на разных видах муравьев. Так выяснилось, что муравей-листорез поднимает вес больше его собственного в 50 раз.

На заметку! Муравей-листорез назван так за свою способность одним точным движением челюстей перерезать листовую пластину или травинку. Траву они несут в муравейник, где ее пережевывают и используют как субстрат для выращивания грибов, которые употребляют в пищу. Биомасса особей одного муравейника равняется биомассе средней коровы.

В 2010 г. английские ученые задокументировали жизнь колонии азиатских муравьев-портных и смогли сделать фотографию, показывающую, что рабочий муравей поднимает груз больше всего веса в 100 раз.

Если бы человек обладал такой грузоподъемностью, он смог бы поднять вес, равный 4-5 тоннам.

На заметку! Ученые посчитали, что поднять человека смогут 1 млн особей, а кружку пива – 10 тыс. крошечных насекомых.

Почему муравьи такие сильные?

Закон живой природы гласит: относительная мышечная сила у животных тем выше, чем меньше размер тела.

Это означает, что у маленьких существ процент мышечной массы, приходящейся на килограмм веса, гораздо больше, чем у крупных представителей мира животных. Соответственно сила и грузоподъемность муравья больше, чем, например, у сухопутного гиганта – слона.

Японские и французские ученые в ходе совместных экспериментов сделали массу рентгеновских снимков и создали трехмерную модель мышц муравьев для наглядной демонстрации и изучения их силы. Строение грудных мышц муравья, крепление мускулатуры к экзоскелету (твердому хитиновому покрову) и геометрия мышц шеи позволяют муравью поднимать груз, невероятный для их массы. А ученым, наконец, удалось выяснить, сколько же тяжестей может поднять муравей.

Перестройка мышц груди у рабочих особей муравьев напрямую связана с потерей крыльев в процессе эволюции.

Справедливости ради стоит отметить, что самая сильная часть тела муравья, вне зависимости от его вида – это верхние челюсти. У муравьев, как у многих разновидностей членистоногих, две пары челюстей. Нижние служат для пережевывания пищи. А верхние – жвалы, или мандибулы – используются как оружие и инструмент для работы. Именно с помощью челюстей муравей может в мгновение ока отрезать голову противнику, рыть землю, разделить добычу на части. Также челюсти используются для подхватывания и перетаскивания маленькими носильщиками грузов.

Что еще могут?

Муравьиная колония – удивительное высокоорганизованное сообщество. Насекомые никогда не совершают лишних, хаотичных действий, их деятельность всегда целесообразна.

Мосты из насекомых

«Живые» мосты, которые сооружают африканские муравьи-кочевники из собственных тел, поражают воображение. Когда колония особей перемещается, они стараются пройти максимально коротким и удобным путем. Если на пути встречается водная преграда, насекомым приходится преодолевать ее. Муравьи сцепляются конечностями и усиками, образуя прочную арку. Как показали исследования, в строительстве моста участвуют 20% от количества муравьев в колонии. Остальные продолжают заниматься своими делами – обеспечивать охрану и добывать пропитание.

Интересен способ, каким муравьи образуют таком мост. Идущий впереди муравей застывает, идущий вслед за ним взбирается по спине. И таким образом, последовательно, муравьи передвигаются друг за другом, пока не будет выстроен путь достаточной длины, чтобы достичь противоположного берега. Муравьи будут стоять неподвижно, пока чувствуют, что по спине идут «товарищи».В процессе движения мост может менять конфигурацию, достраиваться. По мосту перемещаются самка-королева, рабочие, несущие будущее потомство и остальные особи.

Волочение по земле

Еще одна уникальная способность муравьев – перемещать «грузы». Если насекомое не в состоянии нести добычу, например, еще живую гусеницу, то он может ее тащить за собой по земле, буквально волочить. Вес, который при этом перемещает маленький носильщик, превышает его собственный в 30 раз.

Часто муравьи переносят большие грузы сообща. Группа численностью до 15 особей действует при этом весьма слаженно. Один муравей берет на себя функцию руководителя, остальные покорно следуют в заданном направлении. Периодически один из «грузчиков» становится разведчиком, отбегает от группы на значительное расстояние. Затем возвращается к своей команде и становится вожаком, поскольку точно знает, куда нужно двигаться.

Заключение

Муравьев можно встретить в любой точке земного шара. Ученые исследуют строение тела насекомого, обеспечивающее ему такую силу и выносливость. Полученный материал позволяет создавать модели роботов, способных поднимать и перемещать тяжелые грузы, подобно трудягам-муравьям.

Источник