ในระยะสั้นไม่
จินตนาการของเรากับภาพยนตร์ซูเปอร์ฮีโร่เกี่ยวกับแมลงที่สัมผัสกับกัมมันตภาพรังสีสามารถกลายพันธุ์เป็นแมลงยักษ์ด้วยพลังอำนาจทำให้ฉันต้องถามว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ในโลกแห่งความจริงหรือไม่?
มดสามารถยกน้ำหนักตัวเองได้ประมาณ 20 เท่าและหมัดสามารถกระโดดได้ 40 เท่าของความสูงของตัวมันเองในการกระโดดครั้งเดียว
ถ้าแมลงเหล่านี้เปลี่ยนเป็นขนาดของมนุษย์อย่างกะทันหันบางทีเขาอาจจะสูญเสีย "พลังวิเศษ" ที่มีเมื่อเขาเป็นขนาดปกติ มันเกิดขึ้นได้อย่างไร? นี่คือเหตุผล
ขาของมดสามารถคิดได้ว่าเป็นทรงกระบอกความแข็งแรงของขาของมดนั้นสัมพันธ์กับพื้นที่หน้าตัดของทรงกระบอก มนุษย์ก็เช่นกัน ความแข็งแรงของขามนุษย์เป็นสัดส่วนกับพื้นที่หน้าตัดของกระดูกและกล้ามเนื้อในขา
เรารู้ว่าพื้นที่หน้าตัดของทรงกระบอกเป็นวงกลมซึ่งเทียบเท่ากับπr2โดยที่ r คือความยาวของรัศมี ถ้าคุณบอกว่ามดเหล่านี้เปลี่ยนขนาดให้ใหญ่ขึ้น 3 เท่า จากนั้นพื้นที่หน้าตัดจะขยายเป็น 9 เท่าซึ่งหมายความว่าความแข็งแรงขาของมดจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้แข็งแรงขึ้นเป็น 9 เท่า
แล้วมวลของมันล่ะเมื่อมดมีขนาด 3 เท่า?
เราสามารถทำให้สิ่งนี้ง่ายขึ้นโดยพิจารณาเนื้อหาของร่างกายมดเป็นช่องว่าง มวลของมดเป็นสัดส่วนกับปริมาตรของมด ปริมาตรของช่องว่างเช่นทรงกลมเทียบเท่ากับ 4 / 3πr3 ดูรัศมีที่มีกำลัง 3 ดังนั้นเมื่อมดมีขนาดใหญ่ขึ้น 3 เท่าสิ่งที่เกิดขึ้นคือปริมาตรจะเพิ่มขึ้น 27 เท่าซึ่งหมายความว่ามวลของมดก็ใหญ่ขึ้น 27 เท่าเช่นกัน
เนื่องจากปริมาตรของสิ่งมีชีวิตเพิ่มขึ้นเร็วกว่าพื้นที่ของส่วนตัดขวางของร่างกายมากจึงหมายความว่ามวลของสิ่งมีชีวิตจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าความแข็งแรงของสิ่งมีชีวิตมาก
อ่านเพิ่มเติม: ถ้วยรางวัลฟุตบอลโลก 2018 กลายเป็นของโกปอง!ลองจินตนาการว่าถ้ามดมีขนาดเพิ่มขึ้น 50 เท่าพื้นที่หน้าตัดของขาของมดจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้น 2500 เท่า จากนั้นปริมาณของมดซึ่งมีมวลเพิ่มขึ้น 125,000 เท่า!
มดตัวนี้จะมีน้ำหนักมาก แต่การเพิ่มขึ้นของความแข็งแรงไม่ตรงกับการเพิ่มขึ้นของมวล ส่งผลให้ขาของมดตัวนี้ไม่สามารถรองรับน้ำหนักตัวของมันเองได้
อย่างดีที่สุดมดเหล่านี้จะแข็งแรงพอ ๆ กับมนุษย์ที่มีขนาดเท่ากัน หมัดที่สามารถกระโดดได้สูงมากในการกระโดดครั้งเดียวโดยมากที่สุดจะสามารถกระโดดข้ามรั้วขนาดเล็กได้ก็ต่อเมื่อมันมีขนาดเท่ามนุษย์
ความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งแรงและพื้นที่หน้าตัดของกระดูกและกล้ามเนื้อมวลและปริมาตรอธิบายได้ว่าเหตุใดช้างและสัตว์ขนาดใหญ่อื่น ๆ จึงมีขนาดใหญ่ซึ่งไม่มีลักษณะเหมือนแมลง
ช้างมีขาที่หนาเนื่องจากต้องใช้ความแข็งแรงของพื้นที่หน้าตัดขนาดใหญ่เพื่อรองรับมวลกายที่มาก ฮิปโปและแรดมีขาที่ใหญ่พอ ๆ กับการรองรับน้ำหนักของมัน ขาของยีราฟมีขนาดเล็กและบางกว่า แต่ร่างกายของยีราฟก็ไม่เทอะทะเหมือนช้างหรือฮิปโป
นอกจากนี้ยังมีอีกปัจจัยหนึ่งที่ทำให้มดไม่มีพลังพิเศษหากมีขนาดเท่ามนุษย์ซึ่งสัมพันธ์กับความต้องการในการเผาผลาญ - การใช้พลังงานซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของปริมาณร่างกายที่เพิ่มขึ้น
ในระยะสั้นความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการรับหรือปลดปล่อยพลังงานความร้อนไม่ได้เป็นสัดส่วนกับความต้องการในการเผาผลาญของมันเมื่อมันขยายใหญ่ขึ้นเนื่องจากพื้นที่ผิวของร่างกายที่น้อยลงจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับปริมาตร ส่งผลให้มดไหม้ได้เนื่องจากไม่สามารถคลายความร้อนในร่างกายได้อย่างรวดเร็ว
สัตว์ขนาดใหญ่เช่นช้างสามารถเผาผลาญอาหารได้ดีเนื่องจากมีขนาดลำตัวใหญ่เนื่องจากมีโครงสร้างรองรับเช่นหูที่กว้างเต็มไปด้วยเส้นเลือดที่ใช้ระบายความร้อนและทำให้ร่างกายอบอุ่น
อ่านเพิ่มเติม: ทำไมมดถึงไม่ตายเมื่อตกจากที่สูง?ดังนั้นเราจึงไม่มีมดที่สามารถขยายหรือหดตัวได้อย่างมากด้วยมหาอำนาจ เนื่องจากปัจจัยทางเรขาคณิตขนาดของร่างกายความแข็งแรงและการเผาผลาญ แต่เรามีอีกตัวอย่างหนึ่งของสัตว์ขนาดใหญ่
อย่างไรก็ตามเป็นที่ชัดเจนว่าธรรมชาติรักษาความไม่สมดุลที่อาจเกิดขึ้นว่าสิ่งมีชีวิตบางชนิดควรมีขนาดเล็กหรือใหญ่กว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน แค่น่าเชื่อเหรอ? ไม่ต้องกังวลไม่มีมอนสเตอร์แมลงยักษ์จะครองโลก
บทความนี้เป็นการส่งจากผู้เขียน คุณยังสามารถเขียนของคุณเองใน Saintif ได้โดยเข้าร่วมชุมชน Saintif