Als een mier zou kunnen uitgroeien tot de grootte van een mens, zou hij dan superkrachten hebben?

Kortom, nee.

Onze verbeeldingskracht met superheldenfilms over insecten die aan radioactiviteit zijn blootgesteld, kan muteren in gigantische insecten met superkrachten, waardoor ik me afvraag: kan dit in de echte wereld gebeuren?

Een mier kan ongeveer 20 keer zijn eigen gewicht optillen en een vlo kan in één sprong 40 keer zijn eigen hoogte springen.

Als deze insecten plotseling in de grootte van een mens zouden veranderen, zou hij misschien de "superkracht" verliezen die hij had toen hij zijn normale grootte had. Hoe is het gebeurd? Dit is waarom

Het been van een mier kan worden gezien als een cilinder, de sterkte van het been van de mier is evenredig met de dwarsdoorsnede van de cilinder. Mensen ook. De sterkte van het menselijk been is evenredig met de dwarsdoorsnede van de botten en spieren in het been.

We weten dat de dwarsdoorsnede van een cilinder een cirkel is, wat gelijk is aan πr2, waarbij r de lengte van de straal is. Als je zegt dat deze mier 3 keer groter wordt. Vervolgens wordt het dwarsdoorsnedegebied vergroot met een factor 9, wat betekent dat de beenkracht van de mier ook 9 keer sterker wordt.

Hoe zit het met zijn massa als de mieren 3 keer zo groot zijn?

We kunnen dit vereenvoudigen door de inhoud van het lichaam van de mier als een ruimte te beschouwen. De massa van de mier is evenredig met het volume van de mier. Het volume van een ruimte zoals een bol is gelijk aan 4 / 3πr3. Kijk naar de straal met de kracht van 3, dus als de mier 3 keer groter is, wordt het volume 27 keer groter, wat betekent dat de massa van de mier ook 27 keer groter is.

Omdat het volume van een organisme veel sneller toeneemt dan het oppervlak van de dwarsdoorsnede van zijn lichaam, betekent dit dat de massa van het organisme ook veel sneller toeneemt dan de kracht van het organisme.

Lees ook: De trofee van het WK 2018 blijkt Kopong te zijn!

Laten we ons voorstellen dat als een mier 50 keer groter wordt, de dwarsdoorsnede van de poten van de mier toeneemt, zodat zijn kracht 2500 keer toeneemt. Dan is het volume van de mieren dat ook 125.000 keer in massa toeneemt!

Deze mier zal erg zwaar worden, maar de toename in kracht komt niet overeen met de toename in massa. Als gevolg hiervan kunnen de poten van deze mier zijn eigen lichaamsgewicht mogelijk niet dragen.

In het beste geval worden deze mieren zo sterk als mensen van dezelfde grootte. Een vlo die in één sprong heel hoog kan springen, kan alleen over kleine hekken springen als deze zo groot is als een mens.

De relatie tussen kracht en dwarsdoorsnede van bot en spier, massa en volume, verklaart waarom olifanten en andere grote dieren omvangrijk zijn - niets dat op insecten lijkt.

De olifant heeft dikke poten, omdat hij de kracht van een groot dwarsdoorsnedegebied nodig heeft om zijn grote lichaamsgewicht te ondersteunen. Nijlpaarden en neushoorns hebben poten die zo groot zijn dat ze hun gewicht kunnen dragen. De poten van een giraffe zijn kleiner en dunner, maar het lichaam van een giraffe is ook niet zo omvangrijk als dat van een olifant of nijlpaard.

Er is nog een andere factor waarom een ​​mier geen superkracht zal hebben als hij zo groot is als een mens, die verband houdt met zijn metabolische vereisten - energieverbruik - die toeneemt naarmate het lichaamsvolume toeneemt.

Kortom, het vermogen van een organisme om warmte-energie te verkrijgen of af te geven is niet evenredig met zijn metabolische behoeften naarmate het groter wordt, omdat het oppervlak van zijn kleinere lichaam toeneemt in verhouding tot zijn volume. Als gevolg hiervan kan de mier verbranden omdat hij zijn lichaamswarmte niet snel kan afgeven.

Grote dieren zoals olifanten kunnen met hun grote lichaamsgrootte goed metaboliseren omdat ze ondersteunende structuren hebben, zoals hun brede oren gevuld met bloedvaten die ze gebruiken om hun lichaam te koelen en te verwarmen.

Lees ook: Waarom gaan mieren niet dood als ze van een hoogte vallen?

We hebben dus geen mier die dramatisch kan vergroten of verkleinen met superkrachten. Vanwege geometrische factoren, lichaamsgrootte, kracht en metabolisme. Maar we hebben nog een voorbeeld van een groot dier.

Het is echter duidelijk dat de natuur de potentiële onbalans in stand houdt, of bepaalde organismen nu kleiner of veel groter zouden moeten zijn dan ze nu zijn. Gewoon overtuigend, hè? Maak je geen zorgen, er zullen geen gigantische insectenmonsters over de aarde heersen.


Dit artikel is een inzending van de auteur. U kunt ook zelf schrijven op Saintif door lid te worden van de Saintif-gemeenschap.