科學也可以如此靠近

如果把螞蟻放大一萬倍會怎麼樣?

3月
09
2019

2019年3月09日02時 艾柏史密斯

艾柏史密斯

從科學的角度來看,螞蟻單純放大一萬倍後,許多缺點就會凸顯出來,不可能主宰地球。

在很多影視作品中,我們看到有些動物的體型異常,而這些動物的體型,都是按照原動物的體型比例放大的,其實這個設定非常不合理。

一般螞蟻的尺寸,在5mm左右,如果說放大1萬倍是指長度,那麼放大後的螞蟻是50米;如果指體積放大一萬倍,那麼放大後的螞蟻就是10厘米左右。

我們就拿體積放大1萬倍來看,相當於巴掌大的螞蟻,和一隻老鼠差不多;螞蟻的群體協作能力非常強,要是放大後的螞蟻各方面能力不受影響,那麼其他動物根本干不過螞蟻群。

可實際上,螞蟻的身體結構是根據它當前體型進化而來,如果只是單純放大螞蟻的體型,很多缺點就會暴露出來,比如下面兩點:

(1)外骨骼承壓能力

螞蟻依靠外骨骼結構支撐身體,體型變大後,外骨骼的成分不變,單位面積承壓能力也不變;但是外骨骼的重量增加,要比骨骼受力面積增加快,這對放大後的螞蟻來說是非常不利的;甚至有可能螞蟻的外骨骼,根本就支撐不了這麼重的身體;

(2)氧氣濃度不夠

螞蟻沒有肺,通過氣管上分布的毛細血管來呼吸,在小體型的時候,現有氧氣濃度能支持整個身體的氧氣供應。

當螞蟻放大一萬倍後,就需要更高濃度的氧氣,才能使氧氣擴散速度支持更大的體型,而現有的氧氣濃度,會讓放大後的螞蟻窒息而亡;只有身體結構特殊進化的節肢動物,才能擁有更大的體型。

總之,把螞蟻放大後,並不會像我們所期望的那樣還擁有足夠的靈活性,反而是螞蟻在正常情況下能忽略的特點,在放大後就會變成缺點,使得螞蟻身體無法適應。

就好比螞蟻可以輕鬆舉起自身200倍的重物,人類卻很難負重自身2倍的重物,而大象舉起自身0.5倍的重物都很難。

這就是生物體型差異帶來的能力差異,其中的原因,就是生物組成物質的能力極限,在體型增長的過程中並不是線性增長的。典型的例子就是骨骼的承壓能力不變,但是體積增長是尺度的3次方,而受力面積增長是尺度的2次方。

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