科學家說蜘蛛俠不可能存在,因為人類太大了

儘管進化是盲目的修補,但它仍必須在一定的物理極限內運作。體型就是其中之一,這也是為什麼某些特徵對某些動物有效而對其他動物無效的原因。其中一個特徵就是粘著墊——這一特徵在許多物種中都是獨立進化的,包括兩棲動物、爬行動物和哺乳動物。但是如果膠粘墊是如此有用,為什麼我們不能在更大的動物身上看到它,比如,我不知道,人類?為了抓住問題的核心,為什麼人們不能成為蜘蛛俠?...

儘管進化是盲目的修補,但它仍必須在一定的物理極限內運作。體型就是其中之一,這也是為什麼某些特徵對某些動物有效而對其他動物無效的原因。其中一個特徵就是粘著墊——這一特徵在許多物種中都是獨立進化的,包括兩棲動物、爬行動物和哺乳動物。但是如果膠粘墊是如此有用,為什麼我們不能在更大的動物身上看到它,比如,我不知道,人類?為了抓住問題的核心,為什麼人們不能成為蜘蛛俠?

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答案很簡單:作為一個物種,人類實在太大了。劍橋大學動物學系的生物學家在本週發表在PNAS雜誌上的一項研究中解釋說,動物越大,其體錶面積所佔的比例就越大,因為它需要粘附在牆上。簡言之,如果你是大的,你的粘腳需要大得多。

科學家說蜘蛛俠不可能存在,因為人類太大了

你越大,你的錶面積就越需要粘性(圖片來源:劍橋大學)

所以,對於像螞蟻這樣小的動物來說,只有0.09%的生物錶面積需要粘合劑才能爬上牆壁。對於壁虎來說,這個比例上升到了4.3%,而對於人類來說,估計所需的錶面積是40%——如果你只用身體的一半作為粘合劑,則是80%。

人類需要114碼的鞋子(粘的)才能爬上牆

劍橋大學動物學系的資深作者沃爾特·費德勒在一份新聞宣告中說:“例如,如果一個人想像壁虎那樣爬上一堵牆,我們就需要不切實際的大而粘的腳——以及歐洲尺碼145或美國尺碼114的鞋。”。當然,你可以用一個巨大的膠墊把你身體的幾乎所有前部做成一個,但是你怎麼移動呢?任何時候,當你試圖舉起一隻胳膊或一條腿去攀爬時,你都會從牆上掉下來,因為你的身體和你攀爬的錶面之間沒有足夠大的接觸來保持你在上面。

問題的關鍵在於動物的體積和錶面積並不是以同樣的速度增長的。當動物變大時,錶面積與體積的比值就會減小。”這給大型攀巖動物帶來了一個問題因為,當它們更大、更重時,它們需要更大的粘附力,但它們有相對較少的體表可供粘附的腳墊使用。“拉龐特說,這意味著使用粘附墊的動物有一個自然的上限,在它變得過於費力之前——它的大小與壁虎差不多。

我們仍然可以爬牆-但只有用正確的技術

當然,這項研究只著眼於自然界中發現的膠粘墊,而使用更粘性的材料,所需的錶面積就會減少。拉龐特、費德勒和他們的同事甚至發現,在某些物種中,這種情況是真實的,因為動物變得更大的速度比它們的粘附墊尺寸增加的速度快——相反,它們的粘附墊變得更粘。這意味著人類可能永遠不能只用我們的手和腳爬上牆壁,我們也許可以用特製的粘性墊來爬上牆壁。所以,少蜘蛛俠,多章魚醫生。


這個毛茸茸的猛獁象改變了人類的歷史

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  • 發表於 2021-05-03 03:38
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