اگر حشرات به اندازه يک انسان بودند!

بيشتر افراد به اشتباه گمان مي‌کنند که اگر يک حشره کوچک مانند مورچه به بزرگي يک انسان بود، قدرت زيادي مي‌داشت. اين تصورات از نظر علمي و محدوديت‌هاي فيزيکي اشتباه است و نمي‌توان قدرت يک حشره ريز را نسبت به جثه انسان مقايسه كرد. در واقع اين که يک مورچه مي‌تواند وزني چند برابر وزن خود را حمل کند فقط به کوچک بودن حجم و جثه مورچه بستگي دارد و يک مورچه اگر به اندازه يک انسان بود نمي‌توانست وزني چند برابر وزن خود را حمل کند. اين قوانين فيزيک است که اين حدس و گمان‌ها را باطل مي‌سازد چه بسا که بسياري از حشره شناسان نيز اين قوانين را در نظر نمي‌گيرند.
در دنياي موجودات زنده تأثير نيروهاي فيزيکي مختلف با توجه به طول، حجم، وزن، زيستگاه و شيوه حرکت کردن متفاوت است. طوري که هر جانداري بر اساس نيروهاي فيزيکي مؤثر بر آن خلق شده است و با نگاهي به ساختار بدني هر جاندار مي‌توانيم به نيروهاي تأثير گذار فيزيکي بر آن پي ببريم. ما انسان‌ها به اين دليل که جثه بزرگي نسبت به حشرات داريم نمي‌توانيم دنياي کوچک حشرات را درک کنيم و کمتر به آن توجه مي‌کنيم و به همين دليل است که موجودات ريز را با خودمان مقايسه مي‌کنيم. در دنياي موجودات زنده کوچک تمامي عوامل فيزيکي مانند زمان، فضا، نيروي جاذبه و غيره با دنياي ما تفاوت اساسي دارند. از آن جايي که مساحت سطح بدن ما نسبت به حجم بدن بسيار کوچک است بنابراين تحت تأثير نيروهاي جاذبه‌اي که روي وزن ما اثر مي‌گذارند قرار مي‌گيريم. اما نيروهاي جاذبه روي جانوران بسيار کوچک که نسبت سطح بدن به حجم در آنها زياد است، بسيار ناچيز عمل مي‌کند.‏‎ ‎به عبارت ديگر در دنيايي بسر مي‌برند که نيروهاي تأثير گذار بر سطح بيشتر از نيروهاي ديگر اثر مي‌کنند.
شايد يکي از دلايلي که انسان‌ها توانسته‌اند به موفقيت‌هاي زيادي دست يابند، همين جثه بزرگ آنها است. مورچه‌ها همانند انسان‌ها داراي زندگي اجتماعي هستند ولي جثه کوچک آنها مانع اصلي ساخت ابزار شده است.
نکته ديگر درباره نيروي جاذبه اين كه يک بچه که وزني معادل نصف وزن يک فرد بالغ يا کمتر را داشته باشد به طور مسلم در اثر افتادن از يک بلندي نسبت به يک فرد بالغ کمتر آسيب مي‌بيند. حال اگر يک حشره کوچک از ارتفاع زيادي سقوط کند هيچ آسيبي نمي‌بيند. به عبارت ديگر نيروي جاذبه هيچ تأثيري بر حشرات ندارد ولي ما انسان‌ها در زندگي خود مدام با نيروي جاذبه سر و کار داريم و اين نيرو بر ما به دليل وزن زياد غلبه دارد. اما نيروهاي ديگري هستند که در زندگي حشرات تأثير قابل توجهي مي‌گذارند و آن نيروي چسبندگي و پيوستگي است. تأثير اين نيروها بر حشرات به همان اندازه تأثير نيروي جاذبه بر ما عمل مي‌کند. براي مثال يک جسم کوچک به اندازه يک ميلي متر مکعب با سطح مسطح به سطح مجاور خود مي‌چسبد به اين علت که نيروي چسبندگي آن تقريباً برابر نيروي جاذبه است و آن را خنثي مي‌کند. اما يک جسم به اندازه يک سانتي متر مکعب به سطح مجاور نمي‌چسبد زيرا نيروي جاذبه مؤثر بر آن 50 برابر بيشتر از نيروي چسبندگي است. حال اگر يک جسم به اندازه يک دهم ميلي متر باشد داراي نيروي چسبندگي حدود 50 برابر بيشتر از نيروي جاذبه است و به همين دليل مي‌تواند در هوا معلق بماند.
بنابراين اگر حشره‌اي داراي پاهايي ويژه براي چسبيدن باشد به راحتي مي‌تواند در زير سطوح افقي مانند زير برگ‌ها و زير سقف بدون هيچ مشکلي حرکت کند و حتي به مدت زيادي استراحت کند يا اين که از سطوح عمودي به سهولت بالا بروند به طوري که به بالاي بلندترين درختان يا حتي آسمان خراش‌ها صعود کند و اگر هم از آن بالا سقوط کند هيچ خطري آنها را تهديد نکند.

با اين وجود غلبه نيروي چسبندگي و پيوستگي بر نيروي جاذبه در حشرات مشکلات خاص خود را دارد. شايد حشرات مانند ما انسان‌ها نگران سقوط از ارتفاع و زمين خوردن نباشند ولي چسبيدن خطر مهمي براي آنها است. يک حشره کوچک با وزن کم و ابعاد کوچک به راحتي در دام يک ذره ناچيز شبنم يا قطره آب مي‌افتد و زمين گير مي‌شود. ما اگر از حمام بيرون بياييم، فقط حدود يک درصد وزن ما به دليل قطرات آب چسبيده به بدن افزايش مي‌يابد اما يک مگس افتاده در يک قطره آب، دو برابر افزايش وزن پيدا مي‌کند.
همچنين حشرات کوچک براي پرواز رو به جلو به دليل مقابله با نيروي چسبندگي به انرژي زيادي نياز دارند. به همين علت است که حشرات ريز نمي‌توانند در ارتفاعات بالا و با سرعت بالا مانند پرندگان پرواز کنند. هنگام پرواز رو به جلو غلبه بر نيروي جاذبه آسان‌تر از غلبه بر نيروي چسبندگي است. به عنوان مثال براي حرکت دادن يک پر در هوا با سرعت و رو به بالا نياز به يک فوت کردن شديد داريد که پس از اندکي دوباره سرعت پر کاهش مي‌يابد. شما نمي‌توانيد به وسيله نيروي پرتاب کردن با دست پر را به ارتفاع بالا پرتاب کنيد يا اين که باعث شويد پر با سرعت زيادي رو به جلو و در مسافت زياد در هوا پيشروي کند.
اما امتيازي که حشرات کوچک نسبت به پرندگان بزرگ دارند اين است که به دليل وزن ناچيز و غلبه بر نيروي جاذبه مي‌توانند مدت بيشتري را نسبت به پرندگان در هوا معلق بمانند. پرندگان براي از زمين برخاستن نياز به صرف انرژي زيادي هستند ولي حشرات با يک نيروي بسيار ناچيز مي‌توانند از زمين برخيزند و پرواز کنند. ديده‌ايد که پرندگان بزرگ و با وزن زياد بايد قدري روي آب يا زمين دويده سپس از جاي خود بلند شوند و پس از مدتي پرواز، ارتفاع خود را افزايش دهند.
حال اين پرسش بوجود مي‌آيد که چرا حشرات آبزي هيچ مشکلي از نظر غلبه نيروي چسبندگي ندارند. زندگي حشرات آبزي از سه قانون فيزيک پيروي مي‌کند. قبل از اين که به قوانين اشاره کنيم بايد نظري به ساختار بدني حشرات آبزي بياندازيم. همان طور که در قبل اشاره کرديم،«هر جانداري بر اساس نيروهاي فيزيکي مؤثر بر آن خلق شده است و با نگاهي به ساختار بدني هر جاندار مي‌توانيم به نيروهاي تأثير گذار فيزيکي بر آن پي ببريم.» حشرات آبزي داراي بدني کروي با سطح صاف و صيقلي هستند و اندام‌هاي حرکتي آنها کوچک بوده و به تجهيزاتي براي شنا کردن و غوطه ور شدن تبديل شده اند. آنها داراي وزني زياد نسبت به جثه خود هستند. ديده‌ايد که يک حشره آبزي چگونه به سرعت از يک بلندي نسبت به يک حشره غير آبزي سقوط مي‌کند. يک سوسک آبزي داراي سطح تماس کم نسبت به حجم خود است. به هر حال آشنايي با دنياي حشرات آبزي به يک گفتار طولاني نياز دارد و فقط اشاره مي‌کنيم که حشره شناس مشهوري به نام «بيدر»، قوانين حاکم بر محيط آبي را بر اساس 3 قانون «استوکس»، «براوني» و «ارشميدوس» طبقه بندي کرده است.
نکته ديگر اين است که درک زمان براي جانداران به ميزان غلبه نيروي جاذبه بستگي دارد. شايد يک دقيقه براي يک حشره ريز به اندازه يک هفته ما سپري شود.
بايد گفت که تفکيک نکردن دنياي جانداران بزرگ و کوچک در ميان مردم عادي و حتي دانشمندان رايج است. همچنان که همه به اشتباه تصور مي‌کنند که اگر به طور فرض اندازه يک مورچه به بزرگي اندازه يک انسان برسد، نيروي آن نيز به طور خارق العاده‌اي به همان نسبت بيشتر مي‌شد و مورچه‌اي به بزرگي يک انسان مي‌توانست يک کاميون پر از بار را حمل کند يا اين که صداي يک جيرجيرک به بزرگي يک انسان نيز افزايش پيدا مي‌کرد و يک کک به بزرگي يک انسان مي‌توانست پرش خارق العاده‌اي کند. همچنان که در فيلم‌هاي تخيلي مي‌بينيم که حشرات بزرگ چه قدرت شگفت انگيزي دارند. بايد يادآور شد که تمامي اين گمان‌ها مبني بر افزايش قدرت حشرات متناسب با افزايش جثه نادرست است. نکته‌اي که در ميان دنياي جانداران داراي اهميت است پيروي از قوانين فيزيک است نه حدس و گمان‌ها. زماني يک مورچه مي‌تواند باري چند برابر وزن خود را حمل کند که نيروي جاذبه بر مورچه و بارش غلبه نکند. شايد يک مثال باعث درک بهتر شود. فرض کنيد شما در خارج از جو زمين مثلاً در سطح ماه هستيد. آن جا متوجه مي‌شويد که مي‌توانيد يک خودروي سواري را روي نوک انگشتان خود بلند کنيد يا اين که به اندازه 50 متر جهش کنيد يا زير سقف اتاقک سفينه استراحت کنيد. حشرات کوچک نيز به دليل وزن و حجم کوچک خود مي‌توانند بر نيروي جاذبه غلبه کنند و دنياي آنها با دنياي ما تفاوت دارد.
منبع:http://www.ettelaat.com
ارسال توسط کاربر محترم سایت :hasantaleb