螳螂冷知识:同样体型的螳螂可以吊打所有地球已知动物吗?
01
螳螂长约 10cm,重 3g,是无脊椎动物。
我作为人类,长约 180 cm,重 70000 克,是脊椎动物。
当螳螂和我体重一样时:
体重扩大 2 万 3 千倍,长度扩大 23000 的三次方根约为 28 倍,将近三米。
面对这样三米的怪物,我眼睛都不会眨一下。
因为作为无脊椎动物,螳螂没有呼吸道和呼吸器官,有的只是气孔。
在这种情况下,根据量纲分析,螳螂的换气效率【近似正比于表面积 (长度的二次方) 反比于体积 (长度的三次方)】会下降为原有的 28 分之一。
就是说,如此低下的换气效率,这样的怪物一动不动都会死于窒息。
02
但这样未免有点无聊。
我们还是假设巨大螳螂可以呼吸,此时大气中氧气分压达到原有的 28 倍。
这意味着尽管空气将由纯氧构成,大气压也会是现有的 5.6 倍,此时螳螂理论上终于不会被自己低下的呼吸效率憋死了。
而我将穿着潜水员才会穿的抗压服和氧气瓶冲锋。
但我依然眼睛都不会眨一下。
因为作为一种灵活的昆虫,螳螂并不具有内骨骼,也没有粗壮的四肢支撑身体。
如果我们将生物体的四肢近似等效为均匀的圆柱,那它的承重能力在长度不变时将正比于直径。
很遗憾,由于面积公式,四肢的承重能力变成 2 倍时,四肢自己的重量会变为原有的 4 倍。
(这也是为什么大象的腿占据身体很大比例的原因。)
螳螂的体重扩大两万余倍的同时,螳螂必须要在等比例扩大的基础上把腿增粗 28 的平方倍,也即 784 倍。
而且体重的很大一部分都在腿上。
否则,巨大螳螂出现在地球表面上的一瞬间,就将会因为重力而自我解体,变成一堆七零八落的残肢。
03
但这样未免还是有点无聊。
我们还是假设巨大螳螂不会解体。
为了满足螳螂等比例放大的要求,我们必须要将地球重力调低到原有的 28 分之一。
这已经比月球上的重力还要低了。
此时我相当于在一颗远小于月球的小行星上穿着宇航服与这个怪兽对峙。
但我依然眼睛都不会眨一下。
因为我还有一项如何修改物理常数也难以影响的巨大优势:
神经传导速度。
螳螂作为无脊椎动物,它的神经传递系统相当原始:一根裸露的神经索,并依赖很原始的突触进行信号传递。
这套神经系统的传递速度受到化学递质释放速度的限制,只有可怜的 2m/s。而我,作为高贵的脊椎动物,拥有以髓鞘为加强的神经细胞,这使得在强壮的神经干路上 (如脊椎),由膜上电位变化传递的信号速度可以轻轻松松地突破 200m/s。
这使得我可以更灵活地控制我的肌肉来依托脊柱,做出更复杂的、更精确的、更快速的动作。
这是以神经索为神经系统、液压外骨骼来作为运动中枢的螳螂无法想象的。
这种底层缺陷是难以修正的,除非让我们来修正真空光速以限制膜表面电位信号速度。
04
还是让比赛开始吧。
由于低下的神经传递速度,身长三米的螳螂要经过一秒钟以上的时间才能意识到比赛开始了。
并需要更长的时间才能控制六条腿完成一个简单转向动作。
当我击中螳螂的尾部时,它需要至少 1.5 秒才能接受到神经信号并产生痛感。这对于人类来说只需要 0.05 秒,大部分的时间还是大脑在运算下一步该采取怎样的反应。
比赛仿佛是在进行一场无聊且折磨的 FPS 游戏:
我坐在服务器上面对 ping 值高于 1000 的对手,并由于神经索的不稳定还时常丢包。
别忘了,这可是 28 分之一重力的环境:这种情况下人类宛如战神,唯一需要注意的是不要跳的太高脱离赛场。
比赛结束了,以一个毫无悬念的结局。
05
可能会有喜欢昆虫的小学生很愤怒:凭什么你的神经传递速度比螳螂高一千倍?
你这是作弊!不公平!
是的,确实不公平。
毕竟,为了从一条小小的昆明鱼进化到左右生态系统的恐怖直立猿,这个星球上的生物们,可是花费了 5.2 亿年啊。