Отвечает Алексей Гилев доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института экологии растений и животных УрО РАН
Муравьи считаются одними из самых сильных существ на Земле — достаточно подойти к муравейнику и понаблюдать, как его обитатели ловко тащат веточки длиной в четыре-пять раз больше, чем они сами. Представьте теперь, какое бревно вы должны суметь унести, чтобы сравниться в силе с этим насекомым, — весом примерно 1500 кг. Это два кубометра сосны, к примеру.
Интересно, что в одном муравейнике могут жить муравьи разного размера. Так, вес рыжего лесного муравья колеблется от 2 до 20 мг. Разница в пять-десять раз, иногда даже в одной семье! Это примерно как если бы ваш родной брат весил 300–400 кг. Но человек такого веса и двигаться-то не смог бы, а муравьи, большие и маленькие, и бегают быстро, и грузы тяжелые переносят.
Здесь надо немного разделить понятия «поднять» и «перенести». Муравей способен перенести очень большой вес, но тяжелые грузы он все же тащит по земле.
И муравей, и человек сильнее слона
А поднять — это немного другое. Тут и человек может многим похвастаться. Оторвать от земли суперсилачи способны почти три тонны. Рекорд американца Пола Андерсона — 2844 кг. Поднять над головой — сильно меньше. Абсолютный рекорд здесь установил советский и белорусский тяжелоатлет Леонид Тараненко — 266 кг. Несколько тяжелоатлетов сумели преодолеть трехкратный рубеж, подняв в толчке вес втрое больше собственного.
Однако нести достаточно долго человек может лишь примерно собственный вес — другого человека. А слон — тоже один из признанных силачей, которого люди издавна используют для переноса тяжестей, — может нести груз весом не более трети собственного веса. Так что и муравей, и человек сильнее слона. Муравей вообще способен переносить грузы, превышающие его вес в 50 раз, но волоком.
По моим наблюдениям, муравьи переносили грузы в 14–15 раз больше собственного веса. То есть муравей весом в 10 мг мог унести груз до 150 мг. Правда, такие грузы муравьи могут нести не только по горизонтальной поверхности, но и по очень крутым, иногда почти отвесным стенам своего муравейника.
Как же муравьи переносят тяжести?
Прежде всего благодаря размеру: чем меньше размер тела, тем больший относительный вес может перенести существо. Отчасти это объясняется биологической закономерностью: вес тела пропорционален длине тела в кубе, а поперечное сечение мышц — длине тела в квадрате. Поэтому чем меньше объект, тем больше мышц приходится на единицу веса, тем он сильнее.
Кроме того, насекомые устроены несколько иначе. У них есть экзоскелет, который меняет биомеханику тела, берет на себя заметную часть нагрузки. Современные разработки экзоскелета для людей позволяют увеличить переносимый груз в четыре-пять раз. У муравьев он уже есть.
Есть у муравья еще одна особенность — шесть крепких ног с прочными коготками, что очень сильно повышает надежность его сцепления с дорогой. А это тоже важно — чтобы тащить тяжелый груз, нужна надежная опора.
Поэтому муравей может переносить тяжелые грузы без вреда для себя. Однако рекордсменом-тяжелоатлетом является даже не муравей, а жук-скарабей. Он может укатить груз в 1100 раз больше себя. Но не поднять, а все же укатить…