Tiere und Natur

Warum sind Ameisen und andere Insekten so stark?

Beobachten Sie Ameisen  über einen längeren Zeitraum genau, und Sie werden einige bemerkenswerte Heldentaten erleben. Winzige Ameisen, die in Reihen marschieren, können Nahrung, Sandkörner und sogar kleine Kieselsteine, die um ein Vielfaches ihrer Größe groß sind, in ihre Kolonien zurückbringen. Und das ist keine Illusion – Studien zeigen, dass Ameisen Gegenstände heben können, die das 50-fache ihres eigenen Körpergewichts wiegen. 

Wie kann das sein?

Die Antwort darauf, warum Ameisen – oder überhaupt Insekten – so stark sind, liegt in ihrer geringen Größe. Es ist Physik, schlicht und einfach. 

Die Physik der Körperkraft

Um die enorme physische Stärke einer Ameise zu verstehen, müssen Sie zunächst einige grundlegende physikalische Prinzipien verstehen, wie Größe, Masse und Stärke zusammenhängen:

  • Die Stärke eines Muskels ist proportional zur Oberfläche seines Querschnitts.
  • Die Oberfläche ist daher eine zweidimensionale Messung und wird anhand des Quadrats ihrer Länge gemessen .
  • Die Größe und Masse eines Tieres wird dagegen durch das Volumen bestimmt. Das Volumen ist eine dreidimensionale Messung und wird durch Multiplikation von drei Dimensionen berechnet. 

Der Schlüssel hierbei ist zu erkennen, dass das Gewicht eines Tieres mit seinem Volumen zusammenhängt, bei dem es sich um eine dreidimensionale Messung handelt, die durch Berechnung einer kubischen Messung ermittelt wurde. Die Stärke eines Muskels ist andererseits eine zweidimensionale Messung, die durch Multiplikation von nur zwei Zahlen, Länge mit Breite, erreicht wird. Die Diskrepanz hier macht den Unterschied in der relativen Stärke zwischen großen und kleinen Tieren aus.

Bei größeren Tieren bedeutet das viel größere Volumen und die viel größere Masse, dass die Muskelkraft weitaus größer sein muss, um das gleiche Kraftniveau im Verhältnis zum Körpergewicht aufrechtzuerhalten. Bei größeren Tieren haben die Muskeln auch die zusätzliche Last, das größere Körpervolumen und die größere Körpermasse zusammen mit dem zu hebenden Objekt zu bewegen.

Eine winzige Ameise oder ein anderes Insekt hat aufgrund des größeren Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen und Masse einen Festigkeitsvorteil. Die Muskeln einer Ameise haben eine relativ geringe Belastung, um ihren eigenen Körper anzuheben, so dass viel Muskelkraft übrig bleibt, um andere Objekte zu bewegen.

Hinzu kommt, dass der Körper eines Insekts im Vergleich zu anderen Tieren im Verhältnis zu seinem Volumen von Natur aus leicht ist. Strukturell haben Insekten keine inneren Skelette wie Wirbeltiere, sondern eine harte Exoskelettschale. Ohne das Gewicht der inneren Knochen kann das Gewicht des Insekts eine höhere Muskelmenge umfassen.

Die Ameise ist nicht der Gewichtheber-Champion

Ameisen sind die Insekten, die wir am häufigsten beim Heben schwerer Gegenstände beobachten, aber sie sind weit entfernt von den stärksten Mitgliedern der Insektenwelt. Es ist bekannt, dass der Mistkäfer. Onthophagus taurus ) Gewichte bis zum 1.141-fachen seines eigenen Körpergewichts hebt – eine Last, die einem Menschen entspricht, der etwa 180.000 Pfund hebt. 

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