Муравьи – удивительные чемпионы-тяжелоатлеты

Коди Гитард (Cody Guitard)
Перевод: Алексей Калько (creationist.in.ua)

Хотя я и не энтомолог, но разнообразие строений в мире насекомых и их невероятные возможности всегда меня восхищали. Недавно, гуляя по дорожке во дворе, я наблюдал кое-что, что было одновременно и смешным, но вместе с тем поистине невероятным: крошечный чёрный муравей тянул мёртвого червя, в 20 (а то и больше) раз превышающего его собственные размеры, через дорожку к муравейнику на противоположной стороне. Как такое маленькое насекомое может тянуть такой относительно большой груз? А также, какой максимальный вес может поднимать муравей?

Недавнее исследование структуры и механики шейного сустава муравьёв вида Formica exsectoides (муравей аллеганский) показало, что он может выдержать вес, примерно в 5000 раз превышающий вес самого муравья, хотя изначально исследовательская группа предполагала всего 1000-кратное превышение.¹

Команда исследователей из Университета штата Огайо определила это, приклеив охлаждённых муравьёв головой ко дну специально разработанной центрифуги,² с помощью которой измеряли силу, необходимую, чтобы деформировать шею вплоть до отрыва головы от тела. (У насекомых нет сложного мозга, чтобы почувствовать «боль», не говоря уже о том, что они были анестезированы холодом). Затем исследователи изучили шейный сустав аллеганского муравья, разобрав его на части. Как объяснил Карлос Кастро,³ один из авторов, «как и в случае с любой инженерной системой, если хотите понять, как она работает, разберите её».⁴

Чтобы изучить структуру шеи, муравьи были просвечены рентгеновскими лучами с помощью аппаратов микрокомпьютерной томографии⁵. Полученные изображения раскрыли «структуру мягкой ткани шеи и её соединения с твёрдым экзоскелетом головы и тела»,⁶ а изображения электронной микроскопии показали, что «различные части шейного сустава покрыты разными текстурами, микроструктуры которых выглядят, как выпуклости или ворсинки, растущие в различных местах»⁷. Учёные считают, что эти структуры могут играть некоторую механическую роль – возможно, в регулировании соединения мягкой ткани и твёрдого экзоскелета, либо в создании трения, либо в фиксации положения движущихся частей шейного сустава относительно друг друга.⁸

В статье о результатах исследования, опубликованной Университетом штата Огайо, говорится, что «ещё одной ключевой особенностью строения, похоже, является соединение между мягким материалом шеи и твердым материалом головы. Такие соединения, как правило, создают большие концентрации напряжений, но у муравьёв переход между материалами дифференцированный и постепенный, что увеличивает его эффективность. Это очередная конструктивная особенность, которая могла бы оказаться полезной в создаваемых человеком технологиях».⁹ Согласно сообщению Nature World News, «исследователи надеются, что полученное благодаря их исследованию понимание механики анатомии муравьёв и их способности выдерживать большие нагрузки будет полезно при проектировании роботов в будущем».¹⁰ Существует также бесчисленное множество других исследовательских проектов, по результатам которых учёные хотят имитировать инженерные находки в природе и использовать их в собственных технологиях.¹¹ Это не удивительно, поскольку созданные человеком технологии даже и близко не подошли к технологиям, которые мы видим в мире природы.

Поразительно, как даже самые маленькие существа могут совершать такие удивительные подвиги. Конечно, частично это объясняется известным «законом квадрата – куба», открытым ещё Галилеем. То есть, сила мышц и скелета зависит от площади их поперечного сечения, которая пропорциональна квадрату длины. Но масса пропорциональна кубу длины. Благодаря тому, что муравьи столь маленькие, они также и лёгкие, таким образом, их мышцы должны поддерживать намного меньший собственный вес насекомого, поэтому они могут переносить намного больший внешний груз. Но это нельзя масштабировать до размеров человека или выше, потому что организм разрушился бы под собственным весом (вопреки таким научно-фантастическим фильмам, как «Они!» [1954]).¹²

И всё же такие удивительные конструкции, наделяющие муравьёв невероятной силой, безусловно свидетельствуют о разумном Создателе. К сожалению, авторы исследования по обыкновению отдали необоснованную дань эволюции за невероятные конструктивные особенности муравьёв. Если бы исследователи хоть на мгновение сняли свои эволюционные «очки», они увидели бы в муравьиной силе то, что она показывает на самом деле – потрясающая конструктивная особенность свидетельствует о ещё более потрясающем Конструкторе.