虫子被蚂蚁咬的痛苦滚动,为什么蚂蚁的胳膊腿,不会被虫子压断?
一只普通蚂蚁的体重仅有40毫克左右,而一只毛毛虫的体重在1-3克之间,我们就算平均2克吧,在蚂蚁咬虫子时,虫子会疼的滚动,此时蚂蚁会被虫子压在身下,这就相当于50倍于自身体重的重物压在身上。
如果换成成年人的话(65公斤)就相当于被3.23吨的重物压在下面(4.0排量的大越野车),这要是压在胳膊或者腿上是会被压断的。但是,蚂蚁被同样50倍于自身体重的虫子压在身下,拍拍身上的泥土就能生龙活虎地站起来。这到底是为什么呢?我们一起来聊一聊这个有意思的问题。
蚂蚁的骨头?蚂蚁有骨头的吗?许多小伙伴可能会说没有,但其实蚂蚁虽然不像脊椎动物那样有内骨骼,但是它们具备外骨骼。外骨骼是节肢动物特有的一个组织,严格意义上说,它是一层覆盖在节肢动物体表的坚硬体壁,就像科幻片里穿着铠甲的人一样。
外骨骼相对于内骨骼来说要“低级”很多,换句话说就是演化程度更低,这是因为内骨骼是“有血有神经”的,而外骨骼既没有血管,也没有神经系统。外骨骼主要是由表皮细胞和角质层组成,其中角质层就是死掉的细胞构成的,它在最外面,我们脚后跟的死皮其实主要成分就是角质,只不过,节肢动物的角质更加的坚硬而已。
而且内骨骼的主要成分是钙质,而外骨骼的主要成分是几丁质(又称甲壳素,由N-乙酰-D-胺基葡萄糖化合而成),像我们常见的虾、蟹、贝类等外表的主要成分也是几丁质。
因此,蚂蚁也是有骨骼的,只不过它拥有的是外骨骼,也就是包裹着它全身的几丁质,虽然从演化上看,外骨骼要“低级”一些,但是对于放在外面容易受到伤害的外骨骼来说,没有血管和神经反而是件好事,因为这样既不会因为受伤而流血,也不会在受到伤害时感到疼痛无比。
蚂蚁为何不会被虫子压断腿?从身体比例看,蚂蚁的腿非常的细,如果是同比例放在人的身上,就相当于人长了两条真正的筷子腿,这种粗细度,且不说上吨的重量,甚至是几十公斤以上就能将腿压断,那么为何蚂蚁不会出现这种情况呢?有三个主要原因:
第一:腿部结构。
蚂蚁有六条腿,这能够给蚂蚁足够的稳定性,正是因为观察到蚂蚁的这个特点,科学家们利用仿生学制造了六腿机器人,用于灾后探测、环境勘测等地形复杂,需要极强稳定性的工作。
当然,仅仅是6条腿仿生还是不够的,仿生机器人的腿部结构几乎也完全与蚂蚁一样,首先,蚂蚁的腿部分为三个关节:基关节、基-股关节、股-胫关节,这三个关节都有很高的自由度,几乎可以360°的折叠,这样的好处是当蚂蚁被压住时,它的股-胫关节会先平行于地面,增加受力面积,如果物体太重,基-股关节再次与地面平行并贴近地面。
如果还是承受不了这个重量,基关节再次伸展与地面平行和贴合,这会使蚂蚁整体都在一个平面上承受压力。这样就能最大程度地避免腿被压断。
第二:外骨骼的韧性。
骨头会不会被压断,与其本身的韧性有关,显然韧性越大,在受力时,其可以通过弯曲来减轻压力。当压力大于骨头的弯曲程度时,骨头就只能断裂了。相比较而言,钙质的骨骼的韧性是比较差的,而蚂蚁是几丁质的外骨骼,它的韧性要更加的好,同样是同比例的在骨骼上施加体重为自身50倍的重量,外骨骼就能通过凹进去变形来防止直接破裂,这一点显然钙质的骨头是很难做到的。
第三:体型小的优势。
同样是重物压在腿上,我们的腿只能是被压在地面上老老实实的承受压力,而蚂蚁就不同了,此时它们体型小的优势就出来了。在蚂蚁被虫子压在身下时,地面对于我们的腿来说是平面,但是对于蚂蚁的腿,甚至是整只蚂蚁来说就是凹凸不平的。
此时,它们可以藏进地面的凹槽之中,避免被虫子压上。
最后蚂蚁捕杀的虫子体重几乎是自己的50倍,而人如果被体重高于自己50倍的重物压在下面,腿、胳膊是极容易被压断的,而蚂蚁即使被虫子压在下面也几乎不会出现问题,这主要是因为蚂蚁的外骨骼韧性比内骨骼强,而且蚂蚁的关节自由度也比我们强,最关键的是蚂蚁被虫子压住时,其身体小容易躲进地面的凹处,从而避免被结结实实的压到。
非但如此,蚂蚁外骨骼和关节还有一个好处,那就是可以让它们举起体重为自身百倍的重物,这是因为其关节的自由度能够在举起重物时,形成一个类似于杠杆的姿势,同时受力会从关节分散到与关节直接相连的外骨骼中,降低应力。
因此,蚂蚁虽小,但是它们充满了生存的智慧。
虫子被蚂蚁咬的痛苦滚动,为什么蚂蚁的胳膊腿,不会被虫子压断?
蚂蚁的胳膊腿,那是自然界中进化最完美的!
蚂蚁抓虫子的场景,很多人小时候都看过,那成群的蚂蚁,咬那一只比蚂蚁大好几十倍的虫子,虫子在蚂蚁的眼中,那就是巨无霸的存在,但成群的蚂蚁,有秩序的围攻虫子,有的攻击虫子的头部,有的攻击虫子的尾巴,蚂蚁和虫子之间的战争,非常的精彩。
虫子被蚂蚁咬的滚来滚去,这时候就出现了个问题?蚂蚁那小胳膊腿,那细小的都可怜,虫子滚动的时候,很多的蚂蚁,会被肥胖的虫子,压到身子底下,被压在虫子底下的蚂蚁,就那小细胳膊腿,被比自己大几十倍的虫子压,蚂蚁并有出现胳膊腿断了的现象。这要是人的四肢,被比自己重几十倍的重物压,人的四肢肯定会承受不住,出现骨折和断裂的情况,但这蚂蚁被比自己大几十倍的虫子压,却胳膊腿一点不受影响,没有一点损伤,这一点确实挺神奇的。
为什么蚂蚁的胳膊腿,可以抗得住几十倍的重压,其实这和蚂蚁腿的特殊构造有关系,蚂蚁身上都有一层角质的硬壳,这就好象蚂蚁穿上一层机械骨骼一样,起到了保护蚂蚁骨头内部的作用,保护蚂蚁的内脏不受到伤害。仔细看那蚂蚁的胳膊腿上,除了有层硬壳之外,蚂蚁的腿上,还有层坚硬的绒毛,这些绒毛排列整齐,这是给了蚂蚁胳膊腿上,又加上了一层防护,一旦蚂蚁的胳膊腿,受到了重压之后,蚂蚁胳膊腿上那坚硬的绒毛,起到了支撑的作用,还有那一层硬壳保护,所以这蚂蚁的胳膊腿非常结实。
在蚂蚁的脚和胳膊,有象脚趾一样的分布,也是由角质骨节拼接的,在手指头和脚趾头的前端,有一节骨节,很长,有弹力,这也能保护蚂蚁的胳膊腿,在受到重压冲撞之后,减少对蚂蚁胳膊腿的冲撞力。小时候淘气,用手指头捻死过蚂蚁,能感觉出来蚂蚁那身硬壳,是真结实,蚂蚁被捻死了,蚂蚁的身子承受不住压力,但蚂蚁的胳膊腿,要是不刻意捻压,蚂蚁的胳膊腿都是完好的,这就是蚂蚁胳膊腿的承受能力太强大了。
这小小的蚂蚁也是不容小觑的,蚂蚁胳膊腿,应该是进化最完美的,因为在自然界中,一般的物种要是被大自己几十倍的重物压,那肯定会死,但蚂蚁却能安然无事,蚂蚁搬运比自己大很多的食物,却依靠着能减压的胳膊腿,搬起来比自身大很多的物体。蚂蚁和虫子搏斗,无论虫子多么强壮,遇见小蚂蚁,就跟遇见了克星一样,大片的蚂蚁被虫子压倒了,却依然可以爬起来,对虫子进行撕咬,蚂蚁在自然界中,是不需要顾虑骨折的风险,因为蚂蚁的胳膊腿,异乎寻常的结实耐用。
虫子被蚂蚁咬的痛苦滚动,为什么蚂蚁的胳膊腿,不会被虫子压断?
因为毛虫太软了
虫子被蚂蚁咬的痛苦滚动,为什么蚂蚁的胳膊腿,不会被虫子压断?
那很正常,不论是比蚂蚁大几十倍,还是几百倍的动物,在那样的场景下它胳膊腿都不会被压伤!
首先,蚂蚁不怕摔,同很多没有翅膀的昆虫一样,不论在多高的地方掉在地上,蚂蚁都会“毫发”无损,即便是人为的摔也没事。
也有会飞的蚂蚁。
这便是以柔克刚的原理,蚂蚁整个身体分为头、胸、腹三部分,有6足,体壁薄且有弹性,有膜翅,硬而易碎。蚂蚁的体量轻,下坠不会形成冲击力,掉在地上,身体的几个部位就好像弹簧能抵御掉力道。
其次,蚂蚁不怕自然界很多物体的碾压,此处说说昆虫。第一、软体的虫子和蚂蚁相比,它身体比蚂蚁软,先不提地面是什么特殊情况。
当虫子压在蚂蚁身体时,就算蚂蚁和地面是实打实接触,因为是虫软体,虫子和蚂蚁的接触部位就会凹陷,那么蚂蚁的胳膊腿肯定不会有问题。试试把一颗米放在泥地用任何金属榔头去砸,米粒只会往泥土里面陷进去。
第二、当硬体的,比如甲虫这些不断翻滚时,在甲虫身体上的蚂蚁不会因为它的翻滚受到伤害。
因为甲虫自己就不是一个规整的物体,地面也是凹凸不平,更别提地面会有树叶杂草这些。不管你甲虫还是大的动物翻滚,当蚂蚁接触地面时,地面大量的凹陷地方就是蚂蚁的避难所。
文末:如果是人为制作两个接触面。蚂蚁在光洁的瓷砖上面爬行,咱们扔一个规整的铁球或者金属滚筒碾压过去,蚂蚁肯定完蛋。只是有一点,如果甲虫的身体爬满了蚂蚁,那就会存在一些蚂蚁会受伤,因为总会出现甲虫的凸出部位与地面的凸出点接触,好比磨盘一个样。
虫子被蚂蚁咬的痛苦滚动,为什么蚂蚁的胳膊腿,不会被虫子压断?
我们都知道蚂蚁的身体是比较小的,一般我们只要用一个手指,就能轻易的将它掐死。有一些虫子的身体也要比蚂蚁大很多,不过蚂蚁却可以轻易地将这些虫子搬动,甚至在蚂蚁咬住虫子的时候,还会使得虫子到处滚动。
新来的朋友记得点一下关注,也可以从我的主页里面查看往期更多精彩的内容。
这些虫子在滚动之后,就有可能会压在蚂蚁的身上,按照虫子比蚂蚁的身体大很多,而且重量也要大很多,在这种情况下,蚂蚁应该受到非常严重的伤害才对。但为什么蚂蚁并没有被虫子压坏,而且还像和没事一样呢?
蚂蚁的力气有多大?蚂蚁的力气是非常大的,别看它们平时连我们的一根小手指都抵挡不了,但如果按照它们自身重量相比,可以搬运的物体重量达到非常重。美国哈佛大学有一位叫做马克莫菲特的昆虫学家,在研究亚洲蚂蚁方面颇有成就。它发现一只蚂蚁能够举起超过自身体重400倍的物体,而且还能够拖运超过自身体重1700倍的物体。
要是10只蚂蚁团结一致,它们就可以一起搬走超过自身体重5000倍的蛆或者其他食物,如果换作10个平均体重达到70公斤的彪形大汉,按照5000倍重量计算,总重量就可以达到350吨,平均到每个人身上,每个人就是要承受35吨的重量。
平均每个人需要承受的重量如此之大,根本就不现实,一般需要重型卡车才能运载如此大的重量。由此可见,在蚂蚁的世界里面,每一只蚂蚁就相当于在我们世界当中的一辆重型卡车,那么想要搬运一些重量比较大的物体,自然就很轻松了。
那么,蚂蚁为什么会有如此强大的力量呢?其实蚂蚁是属于一种节肢动物,它们力量如此强大的秘密就在于身体中的外骨骼上。外骨骼是节肢动物比较常见的一种组织,同时也是覆盖在节肢动物体表上的一层坚硬的体壁。
这也有点类似于我们人体的内骨骼,只不过我们人体的骨骼在外面还有一层肉包裹着,从而可以将这些骨骼保护起来。但节肢动物的外骨骼并不需要其他的组织来保护,因为它们的主要成分就是表皮细胞以及角质层,其中角质层就是由已经死掉的细胞构成的,就会使得外骨骼变得非常坚硬。
蚂蚁拥有如此强大的外骨骼,只不过说明他们可以承受外界的能力非常强,但如果想要变成自身拥有强大的力量,那就必须要拥有动力体系。换句话说,在我们人类的工业体系中,就是要拥有性能比较优秀的发动机。
很显然,蚂蚁天生就拥有如此优秀的“发动机”。蚂蚁拥有6条腿,动力来源主要就是在腿上的肌肉中,这个肌肉“发动机”又会有几十亿台微小的“发动机”组成,所以蚂蚁的力量来源效率非常高,才使得蚂蚁在搬运物体的时候,可以随心所欲,控制自如。
蚂蚁的肌肉“发动机”又使用了一种比较特殊的“燃料”,是一种结构非常复杂的含磷化合物,称为三磷酸腺苷,英文缩写为ATP。当蚂蚁的肌肉在活动的时候,只要产生了一点酸性的物质,就能引起这种物质的剧烈变化,可以使肌肉蛋白的长形分子瞬间收缩起来,就能产生巨大的力量。
这种特殊的物质并没有经过燃烧就可以释放出巨大的能量,并且转变成为机械能。从生物的角度上来说,并不会对蚂蚁的身体带来不适,同时不存在机械摩擦,这种能量的利用效率也非常高,可以高达80%以上,这就是蚂蚁的力量非常强大的原因。只不过蚂蚁在平时搬运物体的时候,并不是经常发挥出极限的水平,大多数的物体都会达到自身体重的50多倍,这样对它们来说还是非常轻松的。
蚂蚁为何不会被猎物压坏?别看我们人类平时很容易就可以用一只手指捏死蚂蚁,那是因为我们人类的力量要远远地超出蚂蚁,并且重量也不在一个数量级范围内。其实蚂蚁身体的承重能力也是非常大的,这也使得蚂蚁在被猎物压在身上的时候,并不会被猎物压坏。
蚂蚁除了力量比较强大之外,它们的撕咬能力也比较强悍,而且这种撕咬能力也是建立在力量比较强大之上的。也正是因为蚂蚁拥有非常强大的撕咬能力,才比较容易制服一些比它们体型要大,而且体重要大很多的猎物。
但蚂蚁的颚部张合速度太快,大约相当于每小时196公里的速度在不停地攻击着自己的下巴,再加上蚂蚁咬合的力量比较强大,如果在颚部张合的时候稍有不慎,这种强大的力量很容易就可以将蚂蚁颚部的材料压坏。换一种说法就是,蚂蚁在咬东西的时候要是处理不当,很容易就会将自己的下巴给磕坏。
事实上,蚂蚁在咬东西的时候,基本上都不会自己弄坏自己的颚部,而且在连续打击的次数比较多的情况下,它们的头部也完好无损。从这些现象就可以看得出来,蚂蚁在咬东西的时候可以将这种关系处理得非常好。
科学家们为了弄清楚这种原因,就决定将昆虫固定在高速摄像机面前,然后摄像机以每秒30万帧的速度进行拍摄,以捕捉蚂蚁颚部在张合瞬间的闭合情况。
结果证明,蚂蚁颚部在高速张合的情况下,以近乎理想弧线的情况进行闭合,其动力主要也是由头部的肌肉进行提供。从蚂蚁的头部上来看,蚂蚁的颚部在快速张合的瞬间,头部会出现轻微的变形,虽然这种变形的幅度大也只有几微米,但相对于一种体型不会超过一厘米的昆虫来说,已经是非常大了。
所以在这种情况下,蚂蚁的颚部就算是在快速张合的瞬间,也可以很好的处理好这种关系,不至于会使头部损坏。也就是说,虽然蚂蚁的外骨骼非常坚硬,但仍然可以储存弹性能量,所以在受到外界冲击的时候,蚂蚁的身体是拥有一定的缓冲能力。
也正是因为蚂蚁身体拥有的这种能力,就算是从高空中掉落下来,也不至于会摔坏,那就更别说会被虫子的身体压坏了。只不过蚂蚁要是被人类捏住的话,人类施加的力度就有可能会超过蚂蚁身体可承受的能力,到时候就有可能会将蚂蚁捏死。
综上所述,蚂蚁的力量非常强大,主要就是得益于它们的身体拥有非常坚硬的外骨骼,这些成为了它们力量强大的物质基础。同时蚂蚁的肌肉中又含有可以瞬间释放出大量能量的物质,这就可以为它们强大的力量提供动力。
虽然蚂蚁的身体非常坚硬,但它们的承压能力也非常强大,在受到其他的一些物体冲击的时候,身体就有可能会出现轻微的变形,大约可以达到几微米,这对于身体非常微小的蚂蚁来说,已经是非常强大的能力了。也正是因为这种能力,使得蚂蚁的身体可以储存一定的弹性能量,就算虫子在滚动的时候压在蚂蚁的身上,蚂蚁也照样不会被压坏。你是怎么看的呢?
内容仅供参考,如果您需解决具体问题(尤其法律、医学等领域),建议您详细咨询相关领域专业人士。
版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请与我们联系,我们将及时删除。