奥运会：更高、更快、更强！昆虫：就这？

当下，东京奥运会如火如荼，全世界都紧紧盯着体育各领域更高、更快、更强精英们的精彩表现，期待他们打破纪录。科学家和运动学家们更是花费大量精力研究如何让运动员在比赛中超越极限，取得好成绩。不过，某些人类引以为傲的运动成绩，与那些不起眼的昆虫等动物相比，却显得如此.....小巫见大巫。可以说，在力量、跑步、游泳、跳高等项目上，人类成绩几乎被全方位碾压。

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力量比赛真正的王者，比蚂蚁还强10倍

举重是常见的衡量力量的比赛项目，奥运会运动员可以参加抓举和挺举两种举重比赛。迄今为止，人类男性最好的抓举世界纪录是222公斤，由来自高加索中西部格鲁吉亚国的运动员Lasha Talakhadze创造。Talakhadze本人体重约175公斤，举起的重量约自身的1.25倍，被认为是有史以来最好的超重量级举重运动员。

此时，或许我们想起了小时候的课本中曾提过，许多昆虫都能举起超自身重量20倍的物体，而蚂蚁能举起比自身重百倍以上的——确切来说，这种蚂蚁叫绿织蚁（green weaver ant）。不过，这并不是最厉害的。

目前世界上最强的大力士，是一种居住在土壤中的蛛形纲苔藓螨虫Archegozetes longisetosus，能举起超自身体重1182倍的物体，相当于一个体重80公斤的人类举起了94吨的东西。

此外，工程师们还惊讶地发现，黄土蚁（mound ant）的颈部力量可以承受5000倍的自身体重。

轻易举起百倍自身体重重物的蚂蚁。
图 | phys.org

这些惊人的力量抓举，就发生在这些昆虫每天的日常里，是它们生存的刚需。（仿佛听到它们说：这只是我们轻轻松松的成绩。）之所以这些昆虫有这样强大的力量，是因为它们小巧的体型、更高的肌肉比例。体型小，给肌肉带来的负荷也少，这样肌肉能够把更多的力量用于移动重物。如果把一只昆虫放大到人类的尺寸，它会变得非常重，甚至无法站立。

但好消息是，在拉力上，人类还不算输的特别难看（这不还是输了吗）。一位加拿大的牧师Kevin Fast，创造了世界最重的拖拉记录：在2009年，他单手移动了一架188吨的喷气式飞机，是他自身重量的1000倍。在昆虫界，能与之相比的是一种蜣螂（Onthophagus taurus，也是一种......屎壳郎），它能拖拉自身1141倍的物体（这个物体是什么我们就不用多猜了）。

一只普通的蜣螂可以推动1141倍于其自身重量的......你懂的。
图 | phys.org

2
游泳人类谁能1.5秒内游完100米？

女子100米自由泳比赛记录是由澳大利亚Cate Campbell在2017年创造的，为52秒06。换算后，她每秒速度约1个身位。

其它脊椎动物，最优秀的当属时速130公里的剑鱼，每秒约17个身位。但也远远比不上昆虫。目前已知的游泳速度最快的昆虫，是豉豆虫（whirligig beetle），每秒能游44.5个身位，这相当于人类仅需1.16秒就能游完100米。

豉豆虫得天独厚的坚硬蛋形身体可大大减少水中阻力，再搭配昆虫的小巧体型（更轻的自重）与更强的肌肉力量，在游泳界简直无懈可击。

豉豆虫蛋形身体可减少阻力，快速游泳。
图 | phys.org

3
跑步超音速奔跑，赤手空拳谁能做得到？

跑步是奥林匹克的代表项目。人类男子100米记录是9.58秒，由牙买加国的Usain Bolt保持。换算后，他的最高速度约每秒6.4个身位。

跑得最快的陆地哺乳动物、时速113公里的猎豹，换算下来每秒近24.1个身位，约人类的4倍。而一种名为Paratarsotomus macropalpis的螨虫，以每秒322个身位的速度，让猎豹也只能瞠乎后已——毕竟，这相当于要让猎豹以每小时1509.8公里的速度狂奔，这已经超过声音在空气中传播的速度（1224公里/小时）了。

不过，在跑步这点上，除了体型与肌肉优势外，昆虫的六只脚也帮了大忙——它们能始终保持三只脚在地面，不仅能维持平稳，还能在崎岖地形也保持高效移动。

此外，因为体型小巧，昆虫也能保持很高的步频。其中，步频最快的蚂蚁Cataglyphis bombycina，每秒钟能走47步，而人类男性Usain Bolt每秒仅4步。

4
跳高谁能一跃而上埃菲尔铁塔？

众所周知，跳蚤能跳到自己体长150倍的高度，蝗虫则是10倍。一个与跳蚤的成就相当的人类，能跳上300多米的埃菲尔铁塔（实际上可怜的人类只能带着滑翔伞从上往下跳，而不是反着来）。目前女子跳高的世界纪录由意大利的Stefka Kostadinova保持，她在1987年跳了2.09米。

跳跃能力很复杂，涉及到肌肉特性、腿部构造和跳跃技术。随着动物体型的增大，它们跳跃的绝对尺寸往往会增加：腿越长，你可以跳得越高。但一只小小的昆虫不可能跳过2.09米，不过相对于身体大小，它们显然才是赢家。

在空气阻力，以及体型缩小对肌肉弹跳收缩空间不足的负面影响下，为何昆虫的弹跳能力还能如此优秀？

以跳蚤和蝗虫为例，它们进化出了一些机制，能利用后腿作为多关节的杠杆，将自己弹射到空中。它们的肌肉将能量储存在一种特殊的蛋白质中，当能量被释放时，该蛋白就像一个盘绕的弹簧，将它们向上抛起。弹尾虫（springtails）甚至进化出了能弹射身体的部位，即叉骨状的弹器（furcula），能将它们弹到空中以躲避捕食者。

人类不借助外力，很难达到昆虫等无脊椎动物的惊人成绩；但奥运会依旧是人类的骄傲，它展示了我们的极限运动水平。同时，今年的东京奥运会在“更高、更快、更强”的基础上，还新增了“更团结”，而团结一致的人类在科技的帮助下，早已超越了自身的诸多局限，上天入地不在话下。让我们继续愉快地观看比赛吧！

参考资料

1.https://phys.org/news/2021-07-olympic-athletes-stack-invertebrates.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter

2.http://www.360doc.com/content/10/0324/23/363557_20144129.shtml

3.https://www.zswxy.cn/articles/13399.html

4.https://baike.baidu.com/item/%E7%8C%8E%E8%B1%B9/1004?fr=aladdin

编译  冬青子

排版  杨   周

责任编辑  羽   华

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