Menonton semut erat untuk waktu yang lama, dan Anda akan menyaksikan beberapa kekuatan luar biasa. Semut kecil yang berbaris dalam barisan dapat mengangkut makanan, butiran pasir, dan bahkan kerikil kecil yang berkali-kali lipat dari ukurannya sendiri ke koloni mereka. Dan ini bukan ilusi — penelitian menunjukkan bahwa semut dapat mengangkat benda dengan berat sebanyak 50 kali berat badannya.
Bagaimana ini bisa terjadi?
Jawaban mengapa semut — atau serangga apa pun — begitu kuat terletak pada ukurannya yang kecil. Itu adalah fisika, sederhana dan sederhana.
Fisika Kekuatan Tubuh
Untuk memahami fisik yang luar biasa kekuatan semut, Anda harus terlebih dahulu memahami beberapa prinsip fisik dasar tentang bagaimana ukuran, massa, dan kekuatan saling terkait:
- Kekuatan otot sebanding dengan luas permukaan penampang.
- Luas permukaan, oleh karena itu, adalah pengukuran dua dimensi, dan diukur sesuai dengan kotak dari panjangnya.
- Ukuran dan massa hewan, di sisi lain, ditentukan oleh volume. Volume adalah pengukuran tiga dimensi dan dihitung dengan mengalikan tiga dimensi.
Kuncinya di sini adalah mengenali bahwa berat hewan terkait dengan volumenya, yang merupakan pengukuran tiga dimensi yang dilakukan dengan menghitung pengukuran kubik. Tetapi kekuatan otot, di sisi lain, adalah pengukuran dua dimensi, dicapai dengan mengalikan dua angka, panjang dengan lebar. Perbedaan di sini adalah apa yang menciptakan perbedaan dalam kekuatan relatif antara hewan besar dan kecil.
Pada hewan yang lebih besar, volume dan massa yang jauh lebih besar berarti bahwa kekuatan otot harus jauh lebih besar untuk mempertahankan tingkat kekuatan yang sama relatif terhadap berat badan. Pada hewan yang lebih besar, otot juga memiliki beban tambahan untuk memindahkan volume dan massa tubuh yang lebih besar bersama dengan benda apa pun yang diangkat.
Semut kecil atau serangga lain memiliki keunggulan kekuatan karena rasio luas permukaan yang lebih besar terhadap volume dan massa. Otot semut memiliki beban yang cukup kecil untuk mengangkat tubuhnya sendiri, meninggalkan banyak kekuatan otot untuk menggerakkan benda lain.
Menambah ini adalah fakta bahwa tubuh serangga secara inheren ringan relatif terhadap volumenya jika dibandingkan dengan hewan lain. Secara struktural, serangga tidak memiliki kerangka internal seperti halnya hewan vertebrata, tetapi memiliki cangkang exoskeleton yang keras. Tanpa berat tulang internal, berat serangga dapat terdiri dari jumlah otot yang lebih tinggi.
Semut Bukan Juara Angkat Berat
Semut adalah serangga yang paling sering kita amati saat mengangkat benda berat, tetapi mereka jauh dari anggota terkuat di dunia serangga. Itu kumbang kotoran (Taurus onthophagus) dikenal untuk mengangkat bobot hingga 1.141 kali berat tubuhnya sendiri — beban yang setara dengan manusia yang mengangkat sekitar 180.000 pound.