Om en myra kunde växa till en människas storlek, skulle den ha supermakter?

Kort sagt, nej.

Vår fantasi med superhjältefilmer om insekter som utsätts för radioaktivitet kan mutera till jätteinsekter med superkrafter, vilket får mig att fråga, kan detta hända i den verkliga världen?

En myra kan lyfta cirka 20 gånger sin egen vikt och en loppa kan hoppa 40 gånger sin egen höjd i ett hopp.

Om dessa insekter plötsligt förändrades till storleken på en människa, kanske han skulle förlora den "superkraft" som han hade när han var sin normala storlek. Hur hände det? Det här är varför

Ett myrben kan betraktas som en cylinder, styrkan på myrbenet är proportionell mot cylinderns tvärsnittsarea. Människor också. Styrkan på det mänskliga benet är proportionellt mot tvärsnittsområdet för benen och musklerna i benet.

Vi vet att tvärsnittsarean för en cylinder är en cirkel, vilket är ekvivalent med πr2, där r är längden på radien. Om du säger att dessa myror ändras i storlek och blir tre gånger större. Därefter expanderas tvärsnittsarean med en faktor 9 gånger, vilket innebär att myrans benstyrka också ökas till att vara 9 gånger starkare.

Vad sägs om dess massa när myrorna är tre gånger så stora?

Vi kan förenkla detta genom att betrakta innehållet i myrans kropp som ett utrymme. Myrans massa är proportionell mot myrans volym. Volymen på ett utrymme som en sfär motsvarar 4 / 3πr3. Titta på radien som innehåller kraften på 3, så när myran är 3 gånger större, vad som händer är att volymen ökar 27 gånger större, vilket innebär att myrans massa också är 27 gånger större.

Eftersom volymen hos en organism ökar mycket snabbare än arean av kroppens tvärsnitt, betyder det att organismens massa också ökar mycket snabbare än organismens styrka.

Läs också: VM-pokalen 2018 visar sig vara Kopong!

Låt oss föreställa oss att om en myra ökar i storlek 50 gånger så ökar myrans tvärsnittsarea så att dess styrka ökar 2500 gånger. Då myrornas volym som också ökar i massa med 125 000 gånger!

Denna myra kommer att bli mycket tung, men ökningen av styrka matchar inte ökningen i massa. Som ett resultat kanske den här myrans ben inte kan bära sin egen kroppsvikt.

I bästa fall kommer dessa myror att bli lika starka som människor av samma storlek. En loppa som kan hoppa väldigt högt i ett hopp kan som mest bara hoppa över små staket om den är lika stor som en människa.

Förhållandet mellan styrka och tvärsnittsarea av ben och muskler, massa och volym, förklarar varför elefanter och andra stora djur är skrymmande - ingen av dem ser ut som insekter.

Elefanten har tjocka ben, eftersom den kräver styrkan i ett stort tvärsnittsområde för att stödja dess stora kroppsmassa. Flodhästar och noshörningar har ben som är lika stora som att bära sin vikt. Benen på en giraff är mindre och tunnare, men en giraffs kropp är inte heller så skrymmande som en elefant eller flodhäst.

Det finns också en annan faktor varför en myra inte kommer att ha superkrafter om den är storleken på en människa, vilket är relaterat till dess metaboliska behov - energianvändning - som ökar i proportion till ökningen av kroppsvolymen.

Kort sagt, en organisms förmåga att erhålla eller släppa värmeenergi är inte proportionell mot dess metaboliska krav när den förstoras, eftersom ytan på dess mindre kropp ökar i förhållande till dess volym. Som ett resultat kan myran brinna eftersom den inte snabbt kan frigöra kroppsvärmen.

Stora djur som elefanter kan metabolisera bra med sin stora kroppsstorlek eftersom de har stödstrukturer, till exempel deras breda öron fyllda med blodkärl som de använder för att kyla och värma sina kroppar.

Läs också: Varför dör inte myror när de faller från en höjd?

Således har vi inte en myra som kan förstora eller krympa dramatiskt med superkrafter. På grund av geometriska faktorer, kroppsstorlek, styrka och ämnesomsättning. Men vi har ett annat exempel på ett stort djur.

Det är dock uppenbart att naturen bibehåller den potentiella obalansen om vissa organismer ska vara mindre eller mycket större än de är idag. Bara övertygande, va? Du behöver inte oroa dig, inga gigantiska insektsmonster kommer att styra jorden.


Denna artikel är ett bidrag från författaren. Du kan också skriva själv om Saintif genom att gå med i Saintif Community.