Neticami, ka pirms dažiem gadiem nav veikti pētījumi par to, cik lielu svaru var izturēt skudra. Šo dzīvnieku biomehānika, kas izstrādāta simtiem gadu evolūcijas laikā, ļauj tiem pacelt kravas, kas ir ārkārtīgi smagas par viņu ķermeņa svaru.
Cilvēkus vienmēr ir piesaistījis skudru milzīgais spēks. Kopš Plīnija (77. gadā), kurš teica, ka, ja mēs salīdzinām slodzi ar skudras ķermeni, tad tas nepastāvētu dzīvnieku pasaulē ar lielāku spēku, šī kukaiņa pretestība ir radījusi izbrīnu mūsu sugās gan zinātnes, gan kultūras jomā līmenis.
Kāpēc skudras ir tik spēcīgas?
Dzīvnieku spēku nosaka vairāki faktori, piemēram, locītavu pretestība, muskuļu masa, ķermeņa līdzsvars, stabilitāte un kaulu masa tiem dzīvniekiem, kuriem ir kauli.
Kukaiņu locītavas ļoti atšķiras no mugurkaulnieku locītavām. Dzīvnieki ar kaulu endoskeletu pārvietojas ar stingriem komponentiem ar ierobežojumiem, piemēram, locītavu.
No otras puses, skudrām, tāpat kā citiem posmkājiem, pašiem nav locītavu. Dažādi to ķermeņa segmenti ir piestiprināti viens otram un locītavām pateicoties plānām membrānām ar dažādu ģeometriju, lai tie ļautu veikt plašu kustību klāstu.
No otras puses, šo dzīvnieku muskuļi ir ļoti plakani, paplašināti un ar daudz lielāku implantācijas laukumu. Šīs īpašības ievērojami palielina jebkura dzīvnieka nestspēju.
Pateicoties visām šīm fiziskajām īpašībām, skudras var pacelt lielu svaru. Piemēram, rakstā, kas publicēts žurnālā Biomehānikas žurnāls (2014), tiek novērots attēls, kur sugas strādnieku skudra Oecophylla longinoda, kas sver apmēram 6 miligramus, velk beigtu cāli, kas sver 7 gramus.
Šis paraugs Oecophylla longinoda Viņam vajadzēja pacelt 1200 reizes vairāk par savu svaru.
Viena no skudru galvenajām daļām, kas ir atbildīgs par visa paceltā svara atbalstīšanu, ir kakls. Slodze tiek pacelta ar muti, un šī spriedze caur kaklu un krūškurvi tiek sadalīta līdzīgām kukaiņu pēdām, kurām ir iespēja noenkuroties zemē un nepiekāpties paceltā svara dēļ.
Tomēr tieši kakla locītava atbalsta maksimālo slodzi. Nesenie pētījumi liecina, ka šai locītavai ir anizotropa mehāniska uzvedība. Tas nozīmē, ka audumu fizikālās īpašības mainās atkarībā no paceļamā svara.
Cik daudz svara var nest skudra?
Šodien, Nav precīzas atbildes uz to, cik lielu svaru var pacelt skudra. Paceltais svars ir atkarīgs no bioloģiskajiem apstākļiem, piemēram, sugas, kā arī dažādām situācijām, kurās slodze ir jāatbalsta.
Šajā ziņā, skudras maina noteiktu uzvedību, kad tās nes lielu slodzi. Piemēram, jo lielāks svars, jo lēnāk šie kukaiņi staigā, jo lielāki ir enerģijas izdevumi. Šī iemesla dēļ skudras parasti neizvēlas maksimālo kravnesību.
Ja viņi to darītu, viņi sastaptos ar nepārvaramiem šķēršļiem, piemēram, nogāzi. Tādā pašā veidā, ja viņi nes maksimālo svaru, viņi zina, ka viņi staigās lēnāk - tas ir kaut kas bīstams.
Šī iemesla dēļ, ir grūti zināt, cik lielu svaru var izturēt skudra jo skaidrs, ka tas nekad neņems pēc iespējas lielāku svaru, bet tikai tādu, kas ļauj tam viegli pārvietoties, nenoraidot materiālu, ko tas vēlas aizvest uz skudru pūzni.
Tā kā nav iespējams veikt eksperimentu in vivo kur skudras nes maksimālo svaru - tās nebūs - daži pētnieki izstrādāja mašīnu, lai izmērītu skudru kakla nestspēju.
Maksimālais svars, ko pacēla skudra
Eksperimentā, ko veica Ohaio štata universitāte, Allegheny pilskalna skudra (Formica exsectoids), jo reģionā tas ir ļoti izplatīts un nav pazīstams ar svaru celšanu. Varētu teikt, ka tā nestspēja ir vidēja.
Lai izvairītos no sāpēm eksperimenta laikā, skudras tika pilnībā anestēzētas. Pēc tam, tie tika ievietoti ar seju uz augšu īpašā centrifūgā, kas paredzēta eksperimentam.
Šī mašīna grieztos pati par sevi, radot arvien lielāku spriedzi skudru kakla rajonā. Ja pielietotais spēks 350 reizes pārsniedza skudru svaru, viņa kakls sāka izstiepties, tas ir, mainīt formu.
Kad skudras svars tika pārsniegts no 3400 līdz 5000 reizēm, kakls sasniedza savu robežu. Šie dati rāda, ka skudras maksimālā nestspēja, kas par to nav zināma, var sasniegt pat 5000 reizes lielāku dzīvnieka svaru.
Lai gan zinātnieki izmet šos datus, realitāte dabā ir atšķirīga. Saskaņā ar novērojumiem, kas iegūti no slavenajām skudrām, kas sagriež lapas, un ir labi pazīstamas ar spēju pacelt svaru, viņi cenšas nēsāt pareizo svaru, kas ļauj viegli staigāt bez noguruma.
Faktiski ir konstatēts, ka mazāka izmēra skudras nes proporcionāli lielāku svaru nekā lielākas. Turklāt, ja svars ir pārāk liels, lai gan viņi var pacelt un staigāt dažus soļus, viņi nolemj to samazināt un padarīt to mazāku vai pamest.
Kā redzējām, skudras pārmērīgi neizmanto savu spēku, jo tās var sabojāt locītavas vai tērēt tik daudz enerģijas, ka tām nav spēka atgriezties skudru pūznī. Turklāt vēl ir daudz jāpārbauda, lai tiešām zinātu, cik lielu svaru var pacelt skudra.
