在自然界中,螳螂的體重一般也就20克左右,而體型較大的老虎,其體重通常都可達(dá)200公斤(甚至更重),因?yàn)閮烧叩闹亓考?jí)相差太大,所以螳螂對(duì)陣?yán)匣ⅲY(jié)果根本就沒(méi)有懸念。對(duì)此老虎表示,我要是拿正眼看你螳螂一下,那就算我輸。 但假如螳螂的重量級(jí)增加到和老虎一樣,比如說(shuō)200公斤的螳螂,對(duì)陣200公斤的老虎,在這種情況下,哪方更厲害呢?下面我們就來(lái)討論一下。 昆蟲是自然界中出了名的“大力士”,它們往往可以舉起相當(dāng)于自身體重幾十倍、甚至是上百倍的物體,螳螂作為昆蟲中的一員,它們當(dāng)然也是“大力士”,而螳螂還自帶兩把“大刀”,這無(wú)疑進(jìn)一步增加了它們的實(shí)力,除此之外,螳螂還長(zhǎng)有翅膀,會(huì)飛…… 據(jù)此我們似乎可以認(rèn)為,假如螳螂的重量級(jí)增加到和老虎一樣,就應(yīng)該比老虎更厲害,那實(shí)際情況是否真的會(huì)是這樣呢?其實(shí)不然。 我們先來(lái)簡(jiǎn)單了解一下“平方-立方定律”,該定律描述了一個(gè)物體的大小改變時(shí),其體積和表面積會(huì)以不同的速率變化,其內(nèi)容可概括為:當(dāng)一個(gè)物體的線性尺寸(如長(zhǎng)、寬、高、半徑等)增加時(shí),其表面積會(huì)按照尺寸的平方增加,體積則按照尺寸的立方增加。 假設(shè)一只螳螂的初始體重為20克,現(xiàn)在它的體重增加到了200公斤,那么它的體重就增加到了原來(lái)的1萬(wàn)倍,在整體密度不變的情況下,它的體積也會(huì)增加到原來(lái)的1萬(wàn)倍,根據(jù)“平方-立方定律”,此時(shí)它身體的表面積卻只增加到原來(lái)的大約464倍,而它肌肉和骨骼的橫截面,也只會(huì)增加到原來(lái)的大約464倍。 這就意味著,在體重增加到200公斤之后,螳螂同等橫截面的肌肉在支撐自身重量和進(jìn)行有效運(yùn)動(dòng)等方面的能力,將降低至原來(lái)的大約22分之1,而同等橫截面的骨骼所承受的體重,則將會(huì)增加至原來(lái)的22倍。 這還沒(méi)有完,需要知道的是,螳螂是不使用肺呼吸的,它們的呼吸依賴于散布在其身體內(nèi)部一系列氣管和微氣管,并通過(guò)分布在身體兩側(cè)的“氣孔”與外界進(jìn)行氣體交換,在此過(guò)程中,氧氣通過(guò)這些“氣孔”被動(dòng)擴(kuò)散到整個(gè)呼吸系統(tǒng)中,而二氧化碳則向相反的方向排出。 現(xiàn)在它的體重增加到原來(lái)的1萬(wàn)倍,而根據(jù)“平方-立方定律”,這些“氣門”的面積卻只增加到原來(lái)的大約464倍,簡(jiǎn)單計(jì)算一下可知,其整體上的氣體交換效率將只有原來(lái)的4.64%。 另一方面來(lái)講,螳螂的循環(huán)系統(tǒng)也將面臨極大的挑戰(zhàn),因?yàn)轶w重增加到200公斤之后,其同等橫截面的心臟肌肉在整體上的供血能力也將降低至原來(lái)的大約22分之1。 顯而易見的是,如此糟糕的情況,將會(huì)使螳螂連基本的生命活動(dòng)都無(wú)法保障,就更不用說(shuō)去挑戰(zhàn)老虎了,所以200公斤的螳螂,對(duì)陣200公斤的老虎,當(dāng)然是老虎更厲害。 那么,假如我們拋開“平方-立方定律”不談,直接賦予這只200公斤的“巨型螳螂”行動(dòng)自如的能力,情況又會(huì)如何呢?我們接著看。 老虎神經(jīng)細(xì)胞的軸突被一種被稱為“髓鞘”的管狀外膜包裹,“髓鞘”由髓磷脂構(gòu)成,它們可以大幅增加神經(jīng)信號(hào)的傳導(dǎo)速度。 簡(jiǎn)而言之,這是通過(guò)一種稱為“跳躍式傳導(dǎo)”的機(jī)制實(shí)現(xiàn)的,這種機(jī)制可以讓神經(jīng)信號(hào)從一個(gè)“髓鞘”節(jié)間隙“跳躍”到另一個(gè),而不是在未被“髓鞘”包裹的神經(jīng)纖維上緩慢地傳導(dǎo),如此一來(lái),就大大加快了神經(jīng)信號(hào)的傳導(dǎo)速度,其速度大約有100米/秒。 然而在地球上已知的生物中,只有脊椎動(dòng)物和部分橈腳類動(dòng)物才有“髓鞘”,也就是說(shuō),螳螂是沒(méi)有“髓鞘”的,所以它們的神經(jīng)信號(hào)的傳導(dǎo)速度就要慢得多,大概只有1米/秒。也就是說(shuō),老虎的神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)速度,大概是螳螂的100倍。 自然界中的螳螂的體型都很小,1米/秒的傳導(dǎo)速度也沒(méi)啥問(wèn)題,但對(duì)于一只200公斤的“巨型螳螂”來(lái)講,其體型也會(huì)相應(yīng)地增加,大概與同等體重的老虎差不多,如此一來(lái),它的反應(yīng)速度就將變得極為遲鈍,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于老虎,在這種情況下,無(wú)論螳螂展開什么樣的攻擊,老虎都可以輕易躲過(guò),而螳螂?yún)s會(huì)承受老虎的每一次攻擊…… 由此可見,即使拋開“平方-立方定律”不談,200公斤的螳螂,對(duì)陣200公斤的老虎,那也是老虎厲害。當(dāng)然了,以上所討論的只是假想中的場(chǎng)景,所以大家看看就成,不必當(dāng)真。 |
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