《昆虫的肌肉系统PK人类的肌肉系统：继续者广义体能论7》
《昆虫的肌肉系统PK人类的肌肉系统：继续者广义体能论7》
上次我们讲了节肢动物是第一种横纹肌体能系统动物门。
《动物界最大门派——节肢动物的体能：继续者广义体能论6》：
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本文重点讲节肢动物中昆虫纲的肌肉系统，昆虫的横纹肌外骨骼体能系统，与脊索动物的横纹肌内骨骼体能系统，有什么区别？昆虫为什么可以高频振翅，悬停飞行，并举起是自身体重几十倍的负重？
继续者体能：打通训练，体能，生物，人文与社会的智慧。
第一章：继续者广义体能论：从原生动物到脊椎动物
《昆虫的肌肉系统PK人类的肌肉系统：继续者广义体能论7》
蚂蚁是一种米粒大小的生命，却能叼起相当于体重数十倍的物体，而且它的身材也并不健硕，小细腰大长腿。
除了蚂蚁，大多数昆虫都有强大的相对力量，蚂蚱一蹦有半人多高，虎甲跑起来人的眼睛都反应不过来，换算到人身上，蚂蚁的力量远超绿巨人，虎甲的速度远超闪电侠。
虎甲
先比较一下软体动物、哺乳动物和昆虫纲的肌肉组成。
软体动物是平滑肌与斜纹肌共同参与运动，动力肌以斜纹肌为主，少量种类已经出现微量的横纹肌。
脊索动物（包括人），内脏蠕动以平滑肌为主，运动肌为横纹肌（骨骼肌）。
而昆虫纲，身体的肌肉几乎都是横纹肌，包括内脏，也无真正的平滑肌，可谓浑身都是动力。
昆虫的肌肉系统特点如下：
1、数量多。
因身体分节，昆虫肌肉数量远高于哺乳动物。
蝗虫的肌肉约有约900条。
人类大约有639块肌肉，注意是大约，因为个体遗传的差异，每个人一些小肌肉数量是不同的。
2、比例高。
肌肉的力量和它的横切面成正比，因此被肌肉牵动的质量和肌肉体积成正比。——这一规律适用于所有类型的肌肉。而昆虫身体的肌肉，几乎都是横纹肌，其运动动力肌所占的比例更高，而人体有大量平滑肌、结缔组织、内脏、脂肪组织，相对来说，肌肉占身体重量的比例低于昆虫的成虫。
由于昆虫肌肉含量高，这些肌肉都是蛋白质的复合体，所以昆虫的蛋白质含量高。昆虫的蛋白质含量比牛肉、猪肉、鸡、鱼都要高。例如，干的黄蜂含蛋白质约8 1 %，蜜蜂4 3 %，蝉7 2 %，草蜢7 0 %，蟋蟀6 5 %，稻蝗6 0 %，柞蚕蛹5 2 %，蝇蛆6 1 %，黄粉虫6 3 %，鼎实多刺蚁6 4．5 %，红胸多刺蚁5 8．6 %等，而且蛋白质中富含人体所需要的各种氨基酸，尤其是不能自行合成的赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸等。——因为昆虫和人体都是横纹肌系统。
由于昆虫的这种特点，人类用黄粉虫（俗称面包虫），制作蛋白粉，供人畜食用。也有人用黄粉虫蛋白粉掺入乳清蛋白粉中，供增肌者食用。
3、昆虫肌肉系统的杠杆机械效率比人类肌肉略高。
4、昆虫的四种肌肉：
（1）内脏肌Visceral：内脏肌围绕着腔体的各种管道，产生定向的波动或蠕动，以及推动物质从一处到另一处。
（2）节部肌Segmental：节部肌引起节段伸缩，有利于脱皮、气体交换、体压增加以及无足虫体的爬行。
（3）附肢肌Appendicular：附肢作为一个被动单位，是通过着生在背板、腹板上面且伸入基节的肌肉（附肢肌）进行的。虫体的每节活动都是由前一节内的肌肉控制。
（4）飞行肌Flight：昆虫的飞行肌是所有肌肉中最具特色的，其中一种类型叫同步肌（synchronous muscles），神经每冲动一次，它便产生一次收缩。由于同步肌的限制而降低了翅的拍动速度，最大速度30~30次/秒，多数是5~10次/秒。
另一种类型叫异步肌（asynchronousmuscles），也就是不同步肌。高度特化的昆虫振翅肌肉，比如苍蝇、蚊子、蜜蜂振翅使用的肌肉。有些蚊子的翅膀拍动速度可达500~1000次/秒，这样高速产生的空气振动，才使人听到“嗡嗡嗡嗡”的声音。
异步肌指在电刺激和机械收缩之间没有一对一同步关系的肌肉。这类肌肉的收缩机械频率远大于运动神经元发出冲动的频率，而且收缩频率和运动神经冲动频率也不相关，呈一次神经元冲动，多次肌肉运动的现象。 通常情况下，机械收缩的速率比运动神经元发出的电信号要大2个数量级，也就是100倍。
异步肌在75%的飞行昆虫中都有发现，并且已经进化了7-10次。体能的进化，使异步肌在高收缩频率下具有高力量与高频率的双输出能力。
异步肌一般每克肌肉每小时耗能约为1千卡，比人类一般运动所耗能量大10~20倍。
5、但昆虫的巨大相对力量，只能在它们弱小的体积下发挥作用，也就是昆虫纲长不大，扩展到节肢动物门，也长不大。
这源于异速增长的缘故。异速生长allometry，根据相对生长表现出不成比例的生长关系的用语。
异速增长的关系近似于平方-立方定律。当一个生物体的长度翻倍时，那么它的面积将是原来的4倍，而它的体积和质量将是原来的8倍。也就是一只昆虫，假设它是立方体型，长宽高初值假设均为1，现在均增加一倍，成为原来的2倍；其面积为4，体积为8。原来表面积为6，现在表面积为24。
我们可以直观近似看一下不同增长速度：
显然，在第一象限，y=x的增值速度，低于y=x^2，又都低于y=x^3。
当昆虫纲向巨型化进化时，其为了支撑身体，需要足够强度的身体材料，但昆虫是外骨骼，外骨骼从强度来看，远小于内骨骼大型动物的骨骼强度。也就是内骨骼动物才能支撑起庞大的身躯，内骨骼趋于支撑起三维立体身躯的骨梁；外骨骼趋于包裹躯体的骨性表面积。换种说法，内骨骼为三维立体生物服务；外骨骼把节肢动物限制在更接近二维生物的维度。这就是内骨骼系统生物，对外骨骼系统生物的降维打击。
因为节肢动物的外骨骼系统，限制了它们的体积和质量，虽然节肢动物的肌肉系统有相对优秀，但是绝对体能，节肢动物是无法与内骨骼体能系统的动物比拟的。节肢动物综合体能，完败于内骨骼体能系统的鱼纲、两栖纲、爬行纲、哺乳纲。
【继续者人文启示】
（1）外柔能刚，为真强大。
（2）雌性生育，为动物界第一大武器。
节肢动物为了弥补自身体能无法与内骨骼系统动物比拟的劣势，采用了以数量抗质量，以强大的雌性生殖能力进行生态位对抗的进化策略，所以大部分节肢动物（以昆虫为例），大多是具有雌性强大生殖能力的母权社会，这也奠定了动物界雌性主导社会的第一定律。
雌性主导动物社会的第一合法性，源于强大的生育能力。——这一定律贯穿了整个动物界，人类无法超越中心法则，无法超越动物界，也无法超越哺乳动物纲。
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