Warum hat ein Mensch nicht die Kräfte einer Ameise?
Und kann in Relation gesehen 1000 kg heben
7 Antworten
Ich vermute, weil wir aus den gleichen Zellen bestehen und nicht aus "hochgerechnet" Kartoffel-großen, megastarken Zellen. Man kann das nicht einfach hochrechnen. Im Vergleich zur Ameise sind wir einfach fette, schwere Säcke.
Es ist ein Irrglaube, dass Ameisen, oder Insekten allgemein, so unglaublich stark wären.
Könntem an diese Tiere auf die Größe eines Menschen vergrößern, wären sie genauso stark (oder schwächer) als ein Mensch. Wobei die Mechanik einer Ameise bei der Größe sicherlich gar nicht mehr funktioniert.
Warum aber ist das so? Warum wirken Ameisen so stark?
Es liegt einzig an der Größe.
Bei einem Muskel wächst das Volumen kubisch, aber die Stärke nimmt nur mit dem Querschnitt, also quadratisch zu. Ein doppelt so großer Muskel ist eben nicht doppelt so stark. Darum sind "kleine Dinge" im Vergleich sehr viel stärker. Wäre ein Mensch extrem winzig, dann könnte er auch sein 10 faches Gewicht selbst tragen (abgesehen davon, dass ein so kleiner Mensch nicht existieren kann).
Gruß
Ja, um das Vergrößern oder Verkleinern selbst soll es gar nicht gehen.
Wichtig ist nur, dass die relative Stärker nur durch die Größe zustande kommt. Der Effekt kommt übrigens häufig zu tragen wo etwas kubisch wächst und gleichzeitig sich etwas nur mit dem Quadrat (oder sogar nur linear) verändert.
Ein Muskel ist ein sehr gutes Beispiel, die gibt es eben in klein und Groß. Mäuse sind auch extrem viel "stärker" als Menschen. Es liegt nur daran, dass die Stärke mit dem Quadrat zunimmt, das Volumen aber kubisch wächst.
Gruß
Hallo Menydous,
die Antwort liegt in der Größe. Würde ein Lebewesen unter sonst gleichen Bedingungen um einen linearen Faktor α>0 hoch- oder herunterskaliert (je nachdem, ob α>1 oder α<1 ist), würde sich das Volumen und bei gleichbleibender Dichte damit die Masse um α³ verändern, der Querschnitt der Muskeln und damit die Kraft aber nur um α².
Wenn ein Mensch also außer sich selbst noch einen weiteren gleich schweren Menschen tragen kann, hieße das rechnerisch, dass er bei doppelter Größe nur noch sein eigenes Gewicht tragen könnte, bei halber Größe aber 3 weitere. Bei einer Skalierung um α=0,1 müsste er schon in der Lage sein, 9 seinesgleichen zu tragen, auch wenn das natürlich Probleme mit der Balance gäbe.
Ameisen sind aber noch viel kleiner und müssen dies auch sein. Bei Insekten setzt schon das Atmungssystem durch Tracheen der Größe recht enge Grenzen nach oben, die durch einen höheren Sauerstoffgehalt der Luft im Karbon etwas nach oben gedrückt wurde. Allerdings sind Ameisen auch Gliederfüßer, sie haben ein Außenskelett.
Wie der Name schon sagt, dient es nicht nur der Panzerung, sondern muss den Klrper auch tragen. Die größten Gliederfüßer sind die Riesenkrabbe unter See und der Palmendieb an Land. Sie müssen schon viel gröber gebaut sein als die filigranen Ameisen.
Die Vorraus setzungen eines solchen Größenunterschiedes lassen sich nicht hoch skalieren. Eine Ameise in der Größe eines Menschen wäre schon dank des Verhältnis von Masse zu Oberfläche es nicht überlebensfähig, geschweige der veränderten Eigenschaften. Die Masse wäre deutlich höher gewachsen als den Querschnitt von Muskeln und Knochen.
Man muss gar nicht so deutlich hoch skalieren um einen Eindruck zu bekommen. Leichtgewichtsheber können in Relation zum Gewicht höhere Gewichte stemmen als Schwergewichtsheber.
Die Physikalischen Unterschiede sind so enorm, dass es sich eben in der Biologie auch auswirkt.
Eine Ameise kann im übrigen, je nach Art das 30-80 fache heben. Bei einem Ausgangsgewicht von 80 kg entsprechen dem 2,4-6,4 Tonnen.
*Die Erwähnung der Knochen und Muskeln bezieht sich nicht auf die Ameise, sondern einen runter skalierten Menschen ...
Der Mensch hat größere Kräfte als eine Ameise (absolut !!!).
Dein relativer Vergleich hinkt, da solche Auswirkungen nicht linear mit der GRöße gehen.
Insb. sind die Naturkonstanten immer gleich und werden für größere Tiere nicht größer.
Hinzu kommt, dass ein Außenskelett der Größe engere Obergrenzen setzt als ein Innenskelett.