Perché le formiche e altri insetti sono così forti?

Osserva da vicino le formiche per un certo periodo di tempo e assisterai a notevoli prodezze di forza. Piccole formiche che marciano in fila possono trasportare cibo, granelli di sabbia e persino piccoli ciottoli che sono molte volte delle loro dimensioni nelle loro colonie. E questo non è illusione, gli studi dimostrano che le formiche possono sollevare oggetti che pesano fino a 50 volte il loro stesso peso corporeo. 

Come può essere?

La risposta al perché le formiche - o qualsiasi insetto per quella materia - sono così forti sta nella sua dimensione ridotta. È fisica, chiara e semplice. 

La fisica della forza del corpo

Per comprendere l'enorme forza fisica di una formica, devi prima capire alcuni principi fisici di base su come le dimensioni, la massa e la forza sono correlate:

• La forza di un muscolo è proporzionale alla superficie della sua sezione trasversale.
• L'area della superficie, pertanto, è una misura bidimensionale e viene misurata in base a piazza della sua lunghezza.
• La dimensione e la massa di un animale, invece, sono determinate dal volume. Il volume è una misura tridimensionale ed è calcolato moltiplicando tre dimensioni. 

La chiave qui è riconoscere che il peso di un animale è legato al suo volume, che è una misura tridimensionale ottenuta calcolando una misura cubica. Ma la forza di un muscolo, d'altra parte, è una misura bidimensionale, ottenuta moltiplicando solo due numeri, lunghezza per larghezza. La discrepanza qui è ciò che crea la differenza nella forza relativa tra animali grandi e piccoli.

Negli animali più grandi, il volume e la massa molto maggiori significano che la forza muscolare deve essere molto maggiore per mantenere lo stesso livello di forza rispetto al peso corporeo. Negli animali più grandi, i muscoli hanno anche l'onere aggiuntivo di spostare il volume corporeo più grande e la massa insieme a qualsiasi oggetto venga sollevato.

Una piccola formica o un altro insetto ha un vantaggio in termini di forza a causa del rapporto più ampio tra superficie, volume e massa. I muscoli di una formica hanno un carico abbastanza piccolo necessario per sollevare il proprio corpo, lasciando molta forza muscolare per spostare altri oggetti.

A ciò si aggiunge il fatto che il corpo di un insetto è intrinsecamente leggero rispetto al suo volume rispetto ad altri animali. Strutturalmente, gli insetti non hanno scheletri interni come gli animali vertebrati, ma invece hanno un guscio esoscheletro duro. Senza il peso delle ossa interne, il peso dell'insetto può comprendere una maggiore quantità di muscoli.

La formica non è il campione di sollevamento pesi

Le formiche sono gli insetti che più comunemente osserviamo sollevando oggetti pesanti, ma sono lontani dai membri più forti del mondo degli insetti. Lo scarabeo stercorario (Onthophagus taurus) è noto per sollevare pesi fino a 1.141 volte il proprio peso corporeo, un carico equivalente a un sollevamento umano di circa 180.000 libbre.