為什么昆蟲可以做到那么高速的振動？
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很多蟲豸能舉起自身體重 20 倍以上的重物，好比犀牛甲蟲。
有些則可以跳的很遠。
這是因為它們的能量輸出相對它們自身質量來說是很高的，輸出能量的來歷恰是肌肉。
那蟲豸的肌肉和脊椎動物的有什么區別呢？
脊椎動物既有光滑狀的，也有條紋狀的。
而蟲豸紛歧樣的處所在于，它們所有的肌肉都是條紋狀的，體內無真正的光滑肌，但條紋的數目轉變很大。這些肌肉細胞堆積在了一路當作了肌肉見為，然后才形當作功能單元 -- 肌肉。
我們都知道蟲豸是分節的動物，節肢動物的“節”就是這個意思。天然，它的肌肉系統也是分節的系統，并且各分節的肌肉有相似的擺列體例，所以蟲豸的肌肉數目要比哺乳動物多。
蟲豸的肌肉數目因種而異，好比蝗蟲的肌肉約有 900 條[1]。
蝴蝶幼蟲的肌肉約有 4000 條。比擬之下，人類大約只有 650 塊肌肉，底子不敷比。
肌肉的力量和它的橫切面當作正比，是以能被肌肉牽動的質量和肌肉體積當作正比。
因為蟲豸肌肉系統的杠桿道理比人類肌肉有用，所以小型蟲豸依靠肌肉完當作的一些機械動作能使人類瞠乎其后。
假若跳蚤和人體一樣巨細，則它借助于側板彈力彈跳的高度比人的彈跳要高 300 多米；
假若螞蟻的體積和人體一樣巨細的話，就可以拉走幾噸重的物體。
當然，這些例子只是理論上的比力，因為體積帶下是一個限制身分，所以不克不及理解當作已表白確有如斯潛力。
至于你想知道為什么不會有人那么大的螞蟻，那是因為異速增加的緣故，詳見我另一個回覆：
為什么片子中的巨獸不成能存在
蟲豸肌肉的分類
它們的肌肉本家兒要分為 4 種類型[2]：
1、內臟肌 Visceral：內臟肌環繞著腔體的各類管道，發生定標的目的的波動或蠕動，以及鞭策物質從一處到另一處。
2、節部肌 Segmental：節部肌引起節段伸縮，有利于脫皮、氣體互換、體壓增添以及無足蟲體的爬動。
3、附肢肌：附肢作為一個被動單元，是經由過程著生在背板、腹板上面且伸入基節的肌肉（附肢肌）進行的。蟲體的每節勾當都是由前一節內的肌肉節制的。
4、飛翔肌 Flight：所有肌肉中，飛翔肌是最特色的，此中一種類型叫同步肌，神經每感動一次，它便發生一次縮短。因為同步肌（ muscles）[3]的限制而降低了翅的拍動速度，最大速度 30~30 次 / 秒，大都是 5~10 次 / 秒。
另一種類型叫異步肌（）[4]，高度特化蟲豸如蒼蠅中就有這種肌肉，它具有比同步肌更快的縮短節律。有些蚊子的同黨拍動速度可達 500~1000 次 / 秒，這樣高速發生的空氣振動足以使人聽到“嗡嗡嗡……”
恰是因為異步肌的存在，所以有些蟲豸可以做到很是高的振翅頻率。
異步肌具體而言是指在電刺激和機械縮短之間沒有一對一關系的肌肉。 怎么理解這句話？就是這類肌肉的縮短機械頻率弘遠于活動神經元發出感動的頻率，并且縮短頻率和活動神經感動頻率也不相關。 凡是環境下，機械縮短的速度比活動神經元發出的電旌旗燈號要大 10 個數目級[5]。
神經旌旗燈號不是直接節制異步肌的發生，而是使[Ca2 + ]維持在一個臨界值以上，進行拉伸激活[6]。
固然它們在高頻率下獲得更大的力輸出和更高的效率，但因為它們依靠于機械拉伸，應用規模有限。這些肌肉在 75% 的飛翔蟲豸中都有發現，而且已經進化了 7-10 次。恰是進化，才使得異步肌在高縮短頻率下具有高產力和高效率。
如斯快速的肌肉縮短當然耗損大量能量，一般每克肌肉的每小時耗量約為 1 千卡，這比人類體力活動所耗能量大 10~20 倍[7]。
當然能量來歷于葡萄糖或質放，后者的能量效率很高，為前者的 8 倍，尤其是對于飛翔蟲豸而言，脂肪是通用的物質。這些食物源供給必需能量占肌肉體細胞體積 40%的線粒體中進行，將 ADP 轉換為 ATP[8]。
- 發表于 2019-08-06 23:33
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