蚂蚁会比人类大吗?

蚂蚁和人类一样大的想法很吸引人,听起来也很像好莱坞科幻惊悚片的情节。但它能成为现实吗? 

让我们来探究一下这个有趣问题背后的科学原理,看看为什么巨型蚂蚁虽然在小说中很吸引人,但在生物学上却是不可能的。

外骨骼问题

蚂蚁和所有昆虫一样,依靠一种 外骨骼 (一个坚硬的外壳,用来保护内脏和支撑身体)。这种结构在小型动物身上非常有效,但在大型动物身上效果不佳。

随着规模的扩大、 身体质量的增长速度快于外骨骼强度的增长速度.换句话说,如果把一只蚂蚁放大到人的大小,它的外骨骼就需要非常厚才能支撑它的重量。这样一来,它就太重了,无法有效地移动。此外,蚂蚁的 所需肌肉力量 要举起和移动如此庞大的躯体,远远超出了昆虫身体的承受能力。简而言之,它们的身体并不适合这样的规模。

循环和呼吸限制

昆虫不像哺乳动物那样呼吸。相反,它们依靠一种 气管这些小管将氧气直接输送到它们的细胞。氧气通过称为 气门.这种系统对小型生物很有效,但随着体型的增大,效率就会变得非常低。

按人类的体型来计算,螺旋体的表面积不足以吸入足够的氧气。巨型蚂蚁很可能 努力为细胞充氧 使身体无法正常运作。

此外,蚂蚁还有 血液淋巴这种液体与血液相似,但没有像我们一样的封闭式循环系统。器官在这种液体中自由漂浮,没有心脏泵送的静脉或动脉系统。这种系统在较大的机体中效率极低,会导致严重的新陈代谢限制。

能量和食物需求

一只人类大小的蚂蚁需要 海量 只是为了生存。而一只典型的蚂蚁只需要大约 每天 0.015 卡路里如果将蚂蚁的体型放大到与人类一样大,那么它可能需要多达 每天 210,000 卡路里 (大约是人类所需热量的 100 倍)。

从这个角度来看:

  • 人类每天需要约 2,250 卡路里。

  • 一只人类大小的蚂蚁可能需要相当于 超过 80 个巨无霸 每天只是为了工作。

即使它们能承受自己的体重、 觅食 为新陈代谢提供燃料将是一项重大挑战。

注:这些数字是估计值。它们没有考虑冷血代谢或季节性不活动(如冬季休眠)等可能影响能量需求的生物特征。

等待发生的生态灾难

让我们想象一下,蚂蚁能以某种方式长到人类的大小。这对环境意味着什么?

采取 食叶蚁 例如一个成熟的蚁群可以在 24 小时内剥光一棵树的叶子。如果这些蚂蚁有人类大小,它们有可能 成千上万的树木落叶 在一天之内

想象一群巨型蚂蚁入侵 纽约市中央公园.在一个月内,整个公园就会被夷为平地。生态后果将是毁灭性的。

他们的 殖民地 蚂蚁也会大规模进化,也许它们的蚁穴有曼哈顿摩天大楼那么大。当然,如果蚂蚁是逐渐进化成这么大的,那么它们的 人口密度和社会结构 可能也会适应。需要的个体会减少,它们的巢穴也可能不需要那么大。

那么,蚂蚁能比人类大吗?

虽然想象巨型蚂蚁占领城市或在怪兽电影中出演很有趣、 生物学说不.从外骨骼和呼吸系统的局限性到不可持续的能源需求和巨大的生态足迹,这种想法在现实世界中根本站不住脚。

进化论受到青睐是有原因的 微型化 对于蚂蚁和其他昆虫来说。体型小使它们在移动、生存和生态影响方面具有巨大优势。

因此,现在,而且很可能永远,蚂蚁仍将是 鹤立鸡群 他们一直都是生物。

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