アリが自分よりも数倍大きくて重い物体を動かすのを何度見たでしょうか?彼らは自分の体重の約100倍を支え、これらの物体を何メートルも動かすことができると考えられています。アリの強さは、その体の構造と、アリにサポートと保護を提供する非常に耐性のある外骨格によるものです。
これらの昆虫の解剖学は非常に興味深いものであり、それを深く知ることは、新しい構造や超強力な機械を作成するのに役立ちます。このため、オハイオ州立大学の機械および航空宇宙工学チームは、いくつかの実験を行ってアリの真の抵抗力と機能を研究することにしました。
しかし、他のエンジニアリング システムと同様に、研究対象を分解して、それがどのように機能するかを判断する必要があります。
これを行うには、彼らを解体する必要がありました。この実験に参加した一人である助教授のカルロス・カストロ氏は、さらなる苦痛を避けるために昆虫に事前に麻酔をかけたことを認めた。
実験
目標は、アリの頭を取り除くのに必要な力を決定することでした。アリを冷凍庫で麻酔した後、特別に設計された遠心分離機にアリを逆さまに置き、首を変形させ、最終的に体から頭を引き裂くのに必要な力を測定しました。
研究者らは、マイクロコンピューター断層撮影 (マイクロ CT) 装置を使用してアリを X 線撮影し、電子顕微鏡を使用してアリをスキャンしました。これにより、アリの内部構造の詳細な画像を取得することができました。
遠心分離機は毎秒数百回転し、アリにかかる力が増大しました。アリの体は伸び、首の関節は体重の 350 倍に相当するストレスを受けて伸び始めました。
最後に、アリの首は通常の体重の 3,400 ～ 5,000 倍の力で爆発しました。予想をはるかに上回る値。 「アリは信じられないほど、本当に信じられないほどの機械システムです」とカストロ氏は語った。 「始める前に、私たちは彼らが自分の体重の1,000倍を支えることができるというやや控えめな見積もりを立てましたが、実際にはそれをはるかに超えることが判明しました。」
構造
マイクロ CT 画像は、アリの首の軟組織構造が、体と頭の硬い外骨格に付着する一連の筋肉と腱で構成されていることを示しました。これらの筋肉と腱のおかげで、アリは重い物体を持ち上げることができます。
電子顕微鏡画像によると、アリの頭、首、胸の関節はさまざまな質感で覆われており、さまざまな場所から隆起または毛のような構造が突き出ています。これらの構造は、首と外骨格の間の摩擦を増加させるのに役立ち、頭が体から離れるのを防ぎます。
しかし、アリの強さはその大きさによって制限されます。これを人間のスケールに当てはめると、物理法則によれば、それほど強力ではないでしょう。物体の重さは体積に比例するので、 10 倍大きいアリの重さは 1000 倍になります。しかし、筋力は100倍にしかならない。巨大なアリのことを考えると、今ではそれほど怖くなくなりました。
痛みを感じますか？
アリは損傷を検出できる感覚受容体を持っていますが、人間と同じように痛みを感じる能力はありません。
人間は、悲しみ、恐怖、怒りなどの感情を含む主観的な感覚として痛みを経験します。アリはこれらの感情を感じないようです。したがって、害は感じているが痛みは感じていない、と言ったほうが正確です。
彼らは、潜在的に危険な環境変化に反応して中枢神経系に到達する電気インパルスを受け取ります。この信号は闘争・逃走反応を引き起こします。これには、影響を受けた身体部分を損傷源から取り除くこと、防御を試みること、または他のアリに危険を知らせるために警報フェロモンを放出することが含まれます。
ニュース参照:
ヴィエニー・グエン、ブレイン・リリー、カルロス・カストロ 他アリの首関節の外骨格構造と引張荷重挙動
