Néz hangyák szorosan, bármilyen hosszú ideig, és láthat majd néhány figyelemre méltó erővel. A sorban vonuló apró hangyák táplálékot, homok szemét és még apró kavicsokat is elhozhatnak, amelyek sokszor a saját méretűek, és visszatérnek kolóniájukba. És ez nem illúzió - a tanulmányok azt mutatják, hogy a hangyák olyan tárgyakat tudnak emelni, amelyek saját testtömegük ötszörösek.
Hogy lehet ez?
A válasz arra, hogy miért annyira erõsek a hangyák - vagy bármilyen rovar - annyira kis méretében. Ez a fizika, egyszerű és egyszerű.
A test erősségének fizikája
A hatalmas fizikai megértése hangya ereje, először meg kell értenie néhány alapvető fizikai alapelvet a méret, tömeg és erő függvényében:
- Az izom erőssége arányos a keresztmetszetének felületével.
- A felület tehát kétdimenziós mérés, és a négyzet annak hossza.
- Az állatok méretét és tömegét viszont a térfogat határozza meg. A térfogat háromdimenziós mérés, amelyet három dimenzió szorzásával kell kiszámítani.
A legfontosabb itt annak felismerése, hogy az állat tömege függ a térfogatától, amely egy háromdimenziós mérés, amelyet egy köbméret kiszámításával kapunk. Az izom erőssége viszont egy kétdimenziós mérés, amelyet csak két szám szorzásával kapunk, hossz és szélesség között. Az eltérés itt hozza létre a különbséget a nagy és kicsi állatok relatív erőssége között.
Nagyobb állatoknál a sokkal nagyobb mennyiség és tömeg azt jelenti, hogy az izomerőnek sokkal nagyobbnak kell lennie, hogy a testtömeghez viszonyítva ugyanazt az erősséget megőrizze. Nagyobb állatoknál az izmoknak az a további teherük is, hogy a nagyobb testmennyiséget és tömeget elmozdítják bármilyen tárgy mellett.
Egy apró hangyának vagy más rovarnak erősségi előnye van, mivel a felület és a térfogat és a tömeg aránya nagyobb. A hangya izmainak meglehetősen kis terhelése szükséges ahhoz, hogy saját testét megemeljék, így elegendő izomerő marad más tárgyak mozgatásához.
Ehhez hozzáadódik az a tény, hogy a rovar teste térfogatához viszonyítva könnyedén más állatokkal összehasonlítva. Szerkezetileg a rovaroknak nincs belső csontvázuk, mint a gerinces állatoknak, ehelyett kemény exoskeleton héjukkal rendelkeznek. A belső csontok súlya nélkül a rovar tömege nagyobb mennyiségű izomot tartalmazhat.
A hangya nem a súlyemelő bajnok
A hangyák azok a rovarok, amelyeket leggyakrabban megfigyelünk a nehéz tárgyak emelésén, ám ezek távol vannak a rovarok világának legerősebb tagjaitól. Az ganajtúró bogár (Onthophagus taurus) ismert, hogy saját testtömegének 1,141-szereseig terheli a súlyát - ez egy olyan teher, amely megegyezik egy kb. 180 000 font emelő ember súlyával.