Таблицы сравнительной силы, быстроты, прожорливости животных
Здравствуйте, друзья! И детям, и взрослым известно, что муравей сильнее слона, так как может поднять больше собственного веса. Мой сын как раз в том возрасте, что тоже узнал об этом факте и заинтересовался вопросом. Эффекты масштабирования в мире животных давно известны и описаны в различных научно-популярных статьях, поэтому я подробно описывать не буду, расскажу только кратко. В этой статье я решила собрать доступную в интернете информацию о силе, скорости и прожорливости различных животных в сравнении с человеком, сделать сравнительные таблички для себя. Может, кому-то будет тоже любопытно.
Кто сильнее
В таблице представлен вес животного (масса, умноженная на g=10 Н/кг), и сила (вес, который может поднять). Брала не экстремальные нагрузки, а средние. Человек может в среднем поднять свой вес (мы не берем случая специальных тренировок, поскольку это будет нечестно по отношению к муравьям и прочим слонам, которые в спортзал не ходят). Рассчитано отношение силы к весу (назвала этот параметр "сильность"), и пересчитано на ту массу, которую смог бы поднять человек, обладай он той же "сильностью".
Как объясняется то, что муравей "сильнее" слона? Дело в том, что вес растет пропорционально объёму животного - размер в третьей степени. А сила пропорциональна площади - размер в квадрате. Поэтому чем меньше размер животного, тем больше его относительная "сильность". Конечно, это работает в том случае, если сама геометрия конечностей животного предназначена для переноса тяжестей. И в рамках этой общей закономерности могут быть значительные отклонения - например, человек сильнее ежа, хоть и больше его по размеру. Поэтому, строго говоря, теория масштабирования может сравнивать только одинаковых по строению животных разного размера, чего в природе почти не бывает. Здесь любопытная статья о том же слоне и муравье.
Кто быстрее
В этой табличке даны скорости животных и их длина. Скорости не экстремальные, а средние, которые можно держать достаточное время. "Быстрота" - это отношение скорости к длине тела. Пересчет на человека - это скорость, с которой он мог бы бежать, обладая той же "быстротой", что и животные из таблички. Чтобы было понятнее, пересчитала на километры в час.
Про масштабирование относительной быстроты отдельной теории я не знаю, поделюсь только следующими соображениями:
- Чем меньше длина "ноги", тем быстрее она может колебаться.
- Скорость определяется силой, с которой можно оттолкнуться от земли, а тут опять вмешивается фактор веса и силы упругости ("сильность").
Судя по табличкам, четкой зависимости по скоростям нет. Например, тот же гепард быстрее муравья.
Изучая этот вопрос, наткнулась на интересный сайт. Там даны максимальные скорости разных животных, и дан пересчет на человека. Можно ввести рост человека, и покажут, с какой скоростью он бы двигался, обладая той же быстротой, что и животное, и там очень много разных животных.
Кто прожорливее
Здесь дана масса животного, и примерная масса еды, которую оно съедает в день. Рассчитана "прожорливость" - отношение массы еды к массе животного. Пересчёт на человека: сколько еды он бы съел, обладая той же "прожорливостью", что и соответствующее животное.
Теория масштабирования говорит следующее. Интенсивность излучения тепла пропорциональна площади поверхности тела (размер в квадрате), а запасенная энергия пропорциональна объёму тела (размер в кубе), поэтому при уменьшении размеров увеличивается отношение поверхности к объёму. Маленьким мышкам и птичкам, чтобы поддерживать свою температуру, нужно больше еды запасать относительно своего веса, чем крупным лошадям и слонам.
Однако теория масштабирования никак не объясняет прожорливость таракана. Насекомые холоднокровные, никакого излучения тепла с поверхности у них нет, зачем им столько еды? Тут, наверное, биологам лучше знать, я не в курсе, и прямого ответа в интернете не нашла.
Из таблички видно, что выражения "ест как лошадь" и "ест как слон" в смысле "много", а "ест как птичка" в смысле "мало", с точки зрения относительной прожорливости неверны. Про человека, который много ест, логичнее было бы говорить "ест как таракан", но это было бы совсем оскорбительно. Так что лучше вообще не сравнивать, а есть столько, сколько надо :)
Если вам нужны таблички в электронном виде, кликайте по ссылке на гугл-таблицу.
На этом заканчиваю статью. Спасибо, что дочитали до конца!
Буду рада лайкам и новым подписчикам!