Können Ameisen das 50-fache ihres Gewichts heben?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich bin im Laufe der Jahre oft darauf gestoßen, hauptsächlich in diesen Büchern und Websites mit "nutzlosen Fakten", wie der hier .

Tatsächlich war es eine dieser Kleinigkeiten, die ich anscheinend unbewusst für selbstverständlich gehalten habe, wahrscheinlich aufgrund der schieren Anzahl von Malen, die ich es gehört habe. Mir ist jedoch aufgefallen, dass ich die Behauptung zwar oft gehört, aber nie bewiesen gesehen habe.

Ist es wissenschaftlich erwiesen, dass Ameisen das 50-fache ihres Gewichts heben können?

Für die Pedanten:

  1. Es spielt keine Rolle, welche Art von Ameise
  2. Wir gehen von einer ansonsten gesunden und normalen Ameise (jeglicher Art) aus.
Es scheint ziemlich ungewöhnlich, wenn man bedenkt, dass sich der Schwerpunkt verlagern und die Ameise stark destabilisieren würde.
Ich dachte es wäre 300x...
@belisarius Ich wusste nie, dass es unsicher ist, drei Kekse auf einmal zu heben!

Antworten (2)

Ameise, die 3 Sandwichkekse trägt Quelle

Die Antwort von Rex Kerr ist mit fotografischen Beweisen einer asiatischen Weberameise verknüpft, die das 100-fache ihres Körpergewichts angehoben hat (nein, es ist nicht die oben genannte).

Das Bild gewann den ersten Preis beim ersten Wissenschaftsfotowettbewerb des Biotechnology and Biological Sciences Research Council .

Das Erstaunliche für mich ist, dass sich die Ameise tatsächlich kopfüber an eine glatte Oberfläche klammert, während sie dieses 500-mg-Gewicht anhebt:

Ameise - 500 mg Quelle


Aber _

Ameisen sind eigentlich nicht stärker als Menschen.


Der Grund, warum Ameisen so viel heben können, liegt in der Skalierung , was bedeutet, dass es mit Mathematik zu tun hat, nicht mit Muskeln.


Stärke :

Die Kraft eines Muskels skaliert mit der Querschnittsfläche . (Übung macht einen Muskel größer, aber nicht länger)

dargestellter Bizeps halbiert, um Querschnitt zu zeigen Quelle

Das heißt, die Stärke eines Organismus nimmt mit dem Quadrat des Skalenfaktors zu .


Masse:

Die Masse eines Objekts hängt von seinem Volumen ab.

Spinne klein Spinne Quelle

Die Spinne rechts ist dreimal so groß wie die kleine Spinne, wiegt aber 27-mal so viel .

Das Gewicht eines Objekts steigt mit der dritten Potenz des Skalierungsfaktors (3 3 =27)


Die Masse nimmt schneller zu als die Kraft.

Grafik: Die Masse einer Ameise würde exponentiell zunehmen, wenn sie die gleiche Größe wie ein Mensch haben müsste, aber die Hubkraft ist nahezu linear Quelle

Wenn eine Ameise also Menschengröße hätte, könnte sie nicht mehr das 100-fache ihres Körpergewichts heben.

Oder in die andere Richtung gehen und " Honey I Shrunk the Kids " spielen:

Liebling, ich habe die Kinder geschrumpft, winzige Kinder im Gras Quelle

Ameisengroße Menschen wären so stark wie Ameisen.


Quellen:

Gute Antwort, JBS Haldane schrieb einen Aufsatz über Größe/Skalierung bei Tieren mit der großartigen Zeile „Sie können eine Maus in einen tausend Meter langen Minenschacht fallen lassen; ist kaputt, ein Pferd platscht." irl.cs.ucla.edu/papers/right-size.html
Ich denke, die nächste Frage ist, warum die Skalierung passiert? Ich kann mir vorstellen (Warnung: reine Spekulation), dass die Wirkung atomarer Anziehungen auf kleinere Strukturen viel größer ist als auf größere Strukturen (dh der gleiche Grund, warum kleinere Moleküle tendenziell stabiler sind als komplexe Moleküle); aber würde es den ganzen Unterschied ausmachen? Sind die Strukturen menschlicher Muskeln und Ameisenmuskeln ähnlich genug für einen solchen direkten Vergleich? Oder ist es möglich, dass die Muskelstruktur der Ameise weiter fortgeschritten ist als die des Menschen? Spinnenseide hat eine viel stärkere Struktur als andere Seide mit ähnlichem Volumen.
@Lie Ryan Wenn Sie mit der Skalierung rechnen, spielen Menschen in der gleichen Liga wie Ameisen, etwa 300-mal größer und 100000-mal stärker.
Was ist mit einer Ameisenkolonie mit der gleichen Masse wie ein Mensch? Wären sie stärker?
@MateenUlhaq Die Ameisen unten müssten alle Ameisen oben heben
@LieRyan Die Skalierung erfolgt aufgrund des sogenannten Square Cube Law.
@LieRyan Es ist keine Atomphysik, es ist nur die Tatsache, dass eine lineare Zunahme eindimensionaler Größen wie Länge und Breite mathematisch eine quadratische Zunahme zweidimensionaler Größen wie Oberfläche und eine kubische Zunahme dreidimensionaler Größen wie Volumen verursacht. Nur mathematisch.
Aber Spannung (effektiv mit Klebstoff) ist nicht das, woran wir normalerweise denken, dass wir Gewicht tragen. Damit kann ein Seil ein Vielfaches seines Eigengewichtes heben. Können sie es über sich selbst erheben?

Fünfzig? Pah! Versuchen Sie es mit hundert .

Diese Art von Kraftakten sind jedoch nicht sehr nützlich, selbst wenn sie möglich wären, genauso wie Menschen nicht routinemäßig die Art von Gewichten heben, die Meister im Gewichtheben tun.

Blattschneiderameisen, die sich darauf spezialisiert haben, Blätter zu schneiden und die Lasten zurück zu ihrem Nest zu tragen, sind wahrscheinlich die am besten untersuchten Lastenträger; Sie tragen in der Regel nur das Wenige ihres Körpergewichts. Siehe zum Beispiel Roces und Hölldobler, „Leaf density and a trade-off between load-size selection and recruiting behavior in the ant Atta cephalotes “. Oecologia Band 97, Nummer 1, S. 1–8 (1994) , Abbildung 2A, wo die 4 mg Ameisen, die 0,22 mg/mm 2 Blätter schneiden, etwa 60 mm 2 schneiden , was etwa 13 mg für eine 4 mg Ameise ergibt (3x Körper Last).

Können Ameisen das 50-fache ihres Gewichts heben?
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