趣味生物科普知识:蚂蚁——当之无愧的大力士

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蚂蚁——当之无愧的大力士。

趣味生物科普知识:蚂蚁——当之无愧的大力士插图
星期六这天下午,小兵和小奇两个人踢完球后买了些零食就坐在足球场旁边吃起来。小兵一不小心,将一块鸡翅掉到了地上,他也没捡起来丢垃圾桶,然后两人继续说笑着。

过了一会儿,小奇突然说:“你看,有蚂蚁。”

小兵说:“你看它们也是吃货呢,我掉了的鸡翅,它们也爱吃,哈哈。”

小奇:“话说,它们力气真不小,那么大块鸡翅,它们身体那么小,怎么搬得动?看来它们才是大力士啊。”

据力学家测定,一只蚂蚁能够举起超过自身体重400倍的东西,还能够拖运超过自身体重1700倍的物体。美国哈佛大学的昆虫学家马克莫费特,是一位对亚洲蚁颇有研究的学者。根据他的观察,10多只团结一致的蚂蚁,能够搬走超过它们自身体重5000倍的蛆或者别的食物,这相当于10个平均体重70kg的彪形大汉搬运3500t的重物,即平均每人搬运350t,从相对力气这个角度来看,蚂蚁是当之无愧的大力士。小小的蚂蚁为什么能有如此神力?

蚂蚁为什么会有比自身大很多倍的力气?

蚂蚁是动物界的小动物,却有很大的力气。如果你称一下蚂蚁的体重和它所搬运物体的重量,你就会感到十分惊讶。它所举起的重量,竟超过它的体重差不多100倍。世界上从来没有一个人能够举起超过他本身体重3倍的东西,从这个意义上说,蚂蚁的力气比人的力气大得多了。这个大力士的力量是从哪里来的呢?看来,这似乎是一个有趣的“谜”。科学家进行了大量实验研究后,终于揭穿了这个“谜”。原来,蚂蚁脚爪里的肌肉是一个效率非常高的“原动机”,比航空发动机的效率还要高好几倍,因此能产生相当大的力量。我们知道,任何一台发动机都需要有一定的燃料,如汽油、柴油、煤油或其他种油。但是,供给“肌肉发动机”的是一种特殊的燃料。这种“燃料”并不燃烧,却同样能够把潜藏的能量释放出来转变为机械能。不燃烧也就没有热损失,效率自然就大大提高。化学家们已经知道了这种特殊“燃料”的成分,它是一种十分复杂的磷的化合物。这就是说,在蚂蚁的脚爪里,藏有几十亿台微妙的小电动机作为动力。这个发现,激起了科学家们的一个强烈愿望——制造类似的“人造肌肉发动机”。从发展前途来看,如果把蚂蚁脚爪那样有力而灵巧的自动设备用到技术上,将会引起技术的根本变革,那时电梯、起重机和其他机器的面貌将焕然一新。我们用的起重机一般也是靠电动机工作的,但是做功的效率比起蚂蚁来可差远了。为什么呢?因为火力发电要靠烧煤,使水变成蒸汽,蒸汽推动叶轮,带动发电机发电。这中间经过了将化学能变为热能,热能变成机械能,机械能变成电能这么几个过程。在这些过程中,燃烧所产生的热能,有一部分白白地跑掉了,有一部分因为要克服机械转动所产生的摩擦力而消耗掉了,所以这种发动机效率很低,只有30%~40%。而蚂蚁“发动机”利用肌肉里的特殊“燃料”直接变成电能,损耗很少,所以效率很高。人们从蚂蚁“发动机”中得到启发,制造出了一种将化学能直接变成电能的燃料电池。这种电池利用燃料进行氧化还原反应直接发电。它没有燃烧过程,所以效率很高,达到70%~90%。

趣味生物科普知识:蚂蚁——当之无愧的大力士插图(1)

知识小链接

蚂蚁也是动物世界赫赫有名的建筑师。它们利用颚部在地面上挖洞,通过一粒一粒搬运沙土,建造它们的蚁穴。蚁穴的“房间”将一直保持建造之初的形态,除非土壤严重干化。蚂蚁研究专家沃尔特·奇尔盖尔对蚁穴进行建模。他将液态金属、石蜡或者正畸石膏灌入蚁穴,凝固定型之后挖出。他说:“你可以得到一个深入地下的结构。”根据他的观察,最靠近地表的区域蚁室最多,深度越深,蚁室越少,面积也越小。他说:“为了做到这一点,蚂蚁必须了解它们相对于地面的深度。”但它们如何“施工”仍旧是一个谜。

 

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