Почему муравья называют силачом

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

Почему муравей такой сильный?

Наблюдая за муравьями в течение времени, вы станете свидетелями замечательных подвигов силы.

Крошечные муравьи, марширующие в ряд, могут тащить в свои колонии пищу, песчинки и даже мелкие камешки, которые во много раз больше их самих.

И это не иллюзия – исследования показывают, что муравьи могут поднимать предметы, которые весят в 50 раз больше их собственного веса тела.

Как такое может быть?

Ответ на вопрос, почему муравьи – или любое насекомое, если на то пошло, настолько сильны, заключается в его уменьшительных размерах. Это физика, простая и ясная.

Физика силы тела

Чтобы понять огромную физическую силу муравья, вам нужно сначала понять несколько основных физических принципов того, как связаны размер, масса и сила:

• Сила мышцы пропорциональна площади ее поперечного сечения.
• Таким образом, площадь поверхности представляет собой двумерное измерение и измеряется в соответствии с квадратом ее длины.
• С другой стороны, размер и масса животного определяются объемом. Объем представляет собой трехмерное измерение и рассчитывается путем умножения трех измерений.

Ключ здесь в том, чтобы признать, что вес животного связан с его объемом, который является трехмерным измерением, полученным путем вычисления кубического измерения.

Но, с другой стороны, сила мышцы – это двумерное измерение, достигаемое умножением только двух чисел, длины на ширину. Несоответствие здесь – это то, что создает разницу в относительной силе между большими и маленькими животными.

У более крупных животных гораздо больший объем и масса означают, что мышечная сила должна быть намного больше, чтобы поддерживать тот же уровень силы относительно массы тела. Мышцы также несут дополнительное бремя перемещения большего объема и массы тела вместе с любым поднимаемым объектом.

Крошечный муравей или другое насекомое имеет преимущество в силе из-за большего отношения площади поверхности к объему и массе. Мышцы муравья имеют довольно небольшую нагрузку, необходимую для подъема собственного тела, оставляя много мышечной силы для перемещения других объектов.

К этому добавляется тот факт, что тело насекомого по своей сути является легким относительно его объема по сравнению с другими животными. Структурно насекомые не имеют внутренних скелетов, как позвоночные животные, но вместо этого имеют твердую оболочку экзоскелета. Без веса внутренних костей, насекомое может содержать большее количество мышц.

Муравей не чемпион по тяжелой атлетике

Муравьи – это насекомые, которых мы чаще всего наблюдаем, поднимая тяжелые предметы, но они далеко не самые сильные члены мира насекомых. Известно, что навозный жук (Onthophagus taurus) поднимает грузы, в 1,141 раза превышающие его собственный вес – груз, эквивалентный человеку, поднимающему около 80 000 кг.

Источник

Всё про муравьев

Муравьи являются самым многочисленным видом насекомых на планете. Они известны как трудолюбивые и высокоорганизованные существа, имеющие строгие правила жизни в колонии. Благодаря своему разнообразию и широкому распространению на планете, интересные факты о муравьях вызывают постоянный интерес энтомологов и простых любителей природы.

Количество имеет значение

Муравьи заслуженно занимают первое место в мире среди насекомых по численности особей. Этот факт был зарегистрирован энтомологами в результате приближенных расчетов. На сегодняшний день на планете проживают от 1 до 10 квадриллионов муравьев.

Если распределить это количество среди всех людей, проживающих на Земле, то на каждого человека приходится около миллиона особей.

В некоторых областях плотность заселения муравьями зашкаливает. Остров Рождества в Тихом океане имеет на каждом квадратном метре земли более 2 тысяч особей и около 10 входов в муравейник. В западной части Африки на каждом квадратном километре площади живут около двух миллиардов муравьев и более 700 тысяч их гнезд.

Наука о муравьях

Многочисленный вид этих необычных насекомых представлен специальной наукой – мирмекологией. Благодаря мирмекологам стали известны самые интересные факты из жизни муравьев. Наука о муравьях изучает виды насекомых, их распространение, организацию гнезд и другие факты их жизни. Собранная информация попадает на страницы интересных энциклопедий, сайты и телепередачи о природе, где становится доступной для любого интересующегося данной темой человека.

Муравьиная иерархия

Одним из интересных фактов о муравьях является строгое распределение ролей и обязанностей среди них. У большинства видов этих букашек во главе клана стоит одна или несколько маток. Лишь она имеет право на размножение и ее основная задача – давать потомство. Она откладывает яйца, из которых развиваются личинки.

От ухода за личинками зависит пол будущей особи. Муравьи сами определяют необходимость вскармливать будущую матку или рабочего муравья. Все рабочие особи являются самками, не способными к размножению. Рабочие муравьи могут выбрать себе определенный род занятий в муравейнике:

• работники «родильного отделения»;
• няньки для личинок;
• пастухи, ухаживающие за тлей;
• транспортировщики;
• охранники;
• воины;
• строители;
• добытчики пищи.

Самые опасные виды муравьев

Укус муравья пули является самым ядовитым среди всех муравьев. По болевым ощущениям он превосходит укусы ос, пчел и других жалящих насекомых. Некоторые «жертвы» сравнивали эту боль с выстрелом пули, поэтому и дали муравью такое название. Ученые рассчитали, что 30 укусов муравья-пули, приходящиеся на 1 кг массы жертвы являются смертельными, отчего этот вид был причислен к муравьям убийцам.

Интересным фактом является то, что в некоторых индейских племенах Южной Америки пуля принимает непосредственное участие в посвящении мальчика в мужчины. Смысл обряда состоит в том, что юноша должен надеть на свою руку рукав с муравьями внутри. От полученных муравьиных укусов конечность на несколько дней сильно опухает, а иногда даже чернеет.

Другой вид муравьев представляет собой куда большую опасность. Бродячие муравьи – самые беспощадные хищники для жителей экваториальной Африки. Их название говорит само за себя – огромная колония из нескольких миллионов особей постоянно передвигается в поисках пищи. Все, что попадается им на пути, будет уничтожено без остатка.

Помимо бессчетного количества, кочевники лидируют в рейтинге самых больших муравьев в мире – тело рабочего насекомого достигает 3 см в длину, а их матки – 5 см. Они могут нанести серьезные увечья человеку и домашнему скоту. Интересным фактом является то, что эти кочевники могут приносить еще и пользу. Во время своих набегов они уничтожают крыс и других вредителей.

Муравьи-силачи

Все о муравьях слышали, что они способны переносить на себе груз, весом во много раз превышающим его собственный. Многие люди неоднократно видели тому подтверждение, когда трудолюбивая букашка несет на себе большой лист дерева или даже небольшую веточку.

Этим интересным фактом занялись ученые-энтомологи из штата Огайо. Они решили провести исследование и проверить, какой максимальный вес способен перенести муравей. Результаты превзошли все ожидания: приблизительно этот вес может превышать вес муравья в 5000 раз!

Съедобные насекомые

Народы Азии всегда отличались интересными предпочтениями в еде. В юго-восточных странах континента древесных муравьев используют для соуса в качестве приправы блюд. Этих букашек также добавляют в супы, подливы для придания им густоты и насыщения белком.

Медовые муравьи представляют собой специально откормленных особей, которые выделяют сладкие капельки на своем брюшке. Этот сироп слизывают другие члены колонии в засушливые и неблагоприятные времена. Этот гастрономический факт не могли не учесть жители Мексики и южных штатов США, чтобы начать употреблять муравьев в пищу.

В Таиланде, Мьянме, Мексике местные жители едят яйца и личинок крупных муравьев. Их продают на развес на местных рынках по цене от 20 до 40 долларов за килограмм. Интересным можно назвать тот факт, что яйца и личинки по вкусу напоминают икру рыб, и их также употребляют в пищу в жаренном или соленом виде.

Муравьи и термиты – родственники?

Многие люди ошибочно относят муравьев и термитов к одному классу насекомых. Муравьи представляют отряд перепончатокрылых, как их ближайшие родственники пчелы, осы, наездники и другие. А термиты относятся к группе таракановых. Внешнее сходство представителей разных семейств не является первопричиной путаницы между ними.

Больше всего указывает на возможное родство их сложноустроенные дома – муравейники и термитники. О муравейниках многие жители планеты знают не понаслышке и видели их не один раз. Они представляют собой небольшой холм, покрытый веточками и листьями. Основная «часть айсберга» скрывается в глубине почвы, где находятся многочисленные отсеки, камеры, вентиляционные шахты и прочие помещения.

Термитники выглядят как целые дома, возвышающие высоко над землей. В них также расположены предназначенные для различных нужд отсеки, связанные между собой сотнями переходов. Интересные и необычные дома представителей двух семейств имеют схожие черты и вводят в заблуждение неопытных натуралистов.

Муравьиный огород

Один из интересных фактов про муравьев – их способность к выращиванию культур. Муравьи-листорезы с южноамериканского континента выращивают целые плантации грибов. Алгоритм всего процесса состоит из нескольких этапов:

• муравьи-добытчики отгрызают большие куски листьев деревьев и несут их в муравейник;
• другие члены колонии перерабатывают листья, пережевывая их и затем смешивая с экскрементами и частями грибницы;
• полученную смесь раскладывают на специальных грядках в отведенном для этого отсеке муравейника;
• под влиянием определенных климатических условий на грядках развиваются грибы, обеспечивающие белковой пищей всю колонию муравьев.

Симбиоз между муравьями и тлями

Не все про муравьев знают, что они разводят «домашний скот» – тлю. Этот интересный факт является примером взаимовыгодных отношений между тлей и муравьями. Тля выделяет особый секрет на своем тельце – падь, которая является лакомством для многих насекомых. Муравьи предоставили тлям свою защиту от других хищников. Взамен они получают вкусные выделения.

В муравейнике для «пастбища» выделены специальные камеры, где «пастухи» ведут строгий контроль над тлями и собирают с них падь. А «дойные коровки» в свою очередь могут не беспокоиться за свою безопасность и вести размеренную жизнь.

Муравьи-долгожители

Средняя продолжительность жизни рабочих муравьев от 1 до 3 лет. Но муравьиная матка может дожить до 10 и даже до 20 лет. Для насекомых такой срок жизни феноменален. Но это не значит, что все королевы муравейника способны дожить до глубокой старости. Большинство из них все же погибают в первый год жизни.

Источник