개미는 자기 몸무게의 40배를 든다는데,그럼 개미가 사람만해지면 얼마까지 들 수 있는건가요?
곤충 중에
개미는 집단 생활을 하는 걸로 압니다만
개미가 본인들 둥지로
먹잇감이나 건축물 재료를 들고 갈때 보면
개미는 안보이고
들고가는 것만 보일 정도로
몸에 비해 엄청나게 큰 물건이나 먹이를 들고가는 걸
본 경험이 있습니다.
실제 자료에 따르면
개미는 자기 몸무게의 40배 까지 들고 옮길 수 있다 하는데요?
그럼 무슨 환타지 영화에나 나오는 것 처럼
거대한 개미가 있다고 가정한다면
개미가 사람만한 크기가 된다고 치면
과연 몇 킬로 그램의 무게까지
운반이 가능하단 소린가요?
사회성 곤충인 개미는 사냥하거나 채집한 먹이, 먹이를 재배할 잎사귀, 둥지 재료 등을 집으로 물고 끌어 나르며 새끼와 동료, 장애물 등도 거뜬히 들어 운반하는데요, 남미 가이아나의 열대림에 사는 한 개미(학명 Azteca andreae)는 주둥이로 자기 체중의 5700배까지 견뎠고 무리 지어 사냥한 메뚜기 무게는 19g에 이르러 개미 한 마리 체중의 1만3000배가 넘는다고 합니다. 이처럼 극단적인 수치가 아니더라도 개미는 종종 자기 체중보다 10배 이상 무거운 물체를 어렵지 않게 나르는데요, 크리스천 피터르 프랑스 소르본대 곤충학자 등은 과학저널 ‘동물학 최전선’에 실린 논문에 의하면 일개미는 날개를 잃음으로써 땅에서 강력한 힘을 내도록 뼈대와 근육을 리모델링할 수 있었다고 합니다. 구체적으로 비행 근육이 달리지 않은 일개미의 가슴 등판은 단단한 상자 모양으로 바뀌어 머리, 다리, 배를 움직이는 근육을 튼튼하게 지탱하게 됐고 근육이 힘을 잘 쓰도록 키틴질 내부구조도 달라졌으며 무거운 물건을 드는 사람의 팔 구실을 하는 목 근육과 무게를 버티는 다리 근육이 현저히 커졌다고 합니다. 단순히 비례 확장을 가정할 경우, 사람만한 크기의 개미가 자기 몸무게의 40배인 200kg을 들 수 있을 것이나 현실적으로는 생리적, 구조적 제약 때문에 이러한 단순한 비례 확장은 가능하지 않습니다. 실제로는 개미가 커진다면, 그 능력은 비례적으로 감소할 가능성이 큽니다.
규모의 법칙을 우선 고려해야 할 것 같습니다. 이 원리는 크기가 커질수록 생물의 물리적 능력이 비례해서 확장되지 않는다는 것을 설명합니다. 특히, 체중은 부피에 따라 증가하는 반면, 근육의 힘은 표면적에 따라 제곱 증가하기 때문에 크기가 커질수록 상대적인 힘이 감소합니다. 평균 성인 남성의 무게가 70kg이라 예를 들고, 개미가 그 크기만큼 커졌을때 2800kg을 들수 있어야 하는게 맞아 보이나, 실제로는 규모의 법칙에 따라 이러한 비례로 증가가 일어나지 않습니다.
개미는 자기 몸무게의 5000배까지 들 수 있습니다.
그렇다면 개미가 사람만큼 커진다면 이 때도 상당한 무게를 들 수 있을 수 있다고 생각하실 수 있지만, 실제로는 그렇지 않습니다.
개미가 무거운 물건을 들 수 있는 능력은 근육의 힘만큼 골격 구조와 몸집 크기에 따라 더 많이 영향을 받습니다. 개미의 작은 몸은 근육을 키울 공간이 제한적이라, 사람만큼 커진다고 해서 근육량이 비례하여 늘어나는 것은 아니며. 또한, 개미의 힘의 비결은 레버 작용과 효율적인 근육 사용에도 있습니다.
따라서 개미가 사람만큼 커진다면 자기 몸무게의 수십 배 정도만 들 수 있을 것으로 예상됩니다.
안녕하세요.
개미나 다른 곤충들이 자신의 크기에 비해 강한 힘을 낼 수 있는 이유는,
이들의 크기가 작기 때문입니다.
개미가 사람만큼 커진다면, 아마 크기가 비슷한 다른 동물만큼의 힘을 낼 수 있을 것입니다.
혹은 다리나 몸의 구조 때문에 중력에 저항해 일어설 수 없을 가능성도 있습니다.
물건을 들어올릴 수 있는 근육의 힘은 근육의 단면적에 비례합니다.
간단히 계산하기 위해 정육면체의 생물이 있다고 가정하면,
면적은 가로 세로의 곱이므로, 몸길이가 두배가 된다면 근육면적은 4배가 됩니다.
하지만 몸의 부피는 8배가 됩니다.
즉 몸의 크기는 8배가 되었는데, 힘은 4배가 되었습니다.
몸길이가 3배가 된다면 힘은 9배, 몸의 크기는 27배가 됩니다.
즉 몸이 커지는 비율에 비해 증가하는 힘의 비율은 계속 낮아집니다.
만약 개미가 사람만한 크기가 된다면, 예를 들어 60kg 정도의 사람 크기가 된다면, 개미가 운반할 수 있는 무게는 40배인 2400kg까지 가능할 것으로 예상됩니다.
환타지 영화 속에 거대한 개미가 있다면, 상상 이상의 무거운 물체를 운반할 수 있을 것입니다. .
개미가 자신의 몸무게의 40배까지 들 수 있다는 사실에 기반해서, 만약 개미가 사람 크기가 된다면 얼마나 무거운 물건을 들 수 있을지 계산해보겠습니다.
일반적인 성인 남성의 평균 체중은 약 70kg입니다. 개미가 이 크기까지 커졌다고 가정하면, 70kg에 40을 곱한 2,800kg, 즉 2.8톤 정도의 무게를 들 수 있을 것으로 예상됩니다.
2.8톤이라는 무게는 상상하기 어려울 정도로 엄청난 수치입니다. 이는 대형 트럭이나 작은 전투기의 중량에 해당합니다. 개미가 사람만한 크기가 된다면 그 힘은 가히 실로 상상을 초월할 것입니다.
물론 이는 개미의 근력이 크기에 비례해서 그대로 유지된다는 가정하에 계산된 수치입니다. 하지만 분명 개미의 신체 구조와 근력이 크기에 맞게 적절히 진화했다면, 상당한 물리적 위력을 발휘할 수 있을 것입니다.
개미의 몸무게는 약 1~5mg 정도이며, 일반적인 사람의 몸무게는 60~100kg 정도입니다. 따라서, 만약 개미가 사람만큼의 크기와 힘을 가진다면, 개미는 약 2400kg에서 4000kg까지 들 수 있을 것으로 예상됩니다.