《大众科学》与 MinuteEarth 合作完成了这篇 文章和视频。如果你因此对更多与力量相关的故事感到兴奋，不妨看看 《大众科学》2023年夏季刊，内容全关于肌肉。
在动物王国里，体型并不总是等同于力量。虽然像大象和公牛这样体型庞大的 动物 可以毫不费力地移动巨大的物体，但如果按同等重量来比较，昆虫 则展现了自然界最强大的力量。
身长一又四分之一英寸的圣甲虫，是按体型比例算作大自然中最强壮的生物，它们可以推动比自身体重重 1141倍 的粪便球。如果你有这么强壮，就能举起一架航天飞机。而陆地上最大的动物，非洲公象，大约能举起1300磅的重量——这对我们来说很 impressive，但只占其体重的10%左右。
德国马克斯·普朗克智能系统研究所的动物生物力学研究员 Andrew Schulz 表示，非洲象按体重比例算“实际上相当弱”。虽然大象比普通人类强壮得多——仅它们的象鼻就能举起700磅的物体——但庞大的体型实际上阻碍了它们的力量。
这是由于一个名为“平方立方定律”的数学原理。天文学家和物理学家伽利略·伽利莱在400年前提出了这个想法，即随着形状的扩大，其体积增长速度快于其表面积。例如，如果一个人的身高翻倍，其质量会增加八倍。
平方立方定律有助于解释为什么大型动物相对于其体重通常比小型动物更弱。简单来说，动物的质量会随着体型的增大而急剧增加，而它们的力量需要更多地用于支撑自身庞大的体积。因此，让一头大象大10倍，并不会让它强壮10倍。
即使是人类也遵循这一原则。看看职业运动员：一般来说，体重较轻的运动员比体重较重的运动员跑得更快，做引体向上更容易，因为较小的竞争者需要花费更少的力量来支撑自己的体重。
然而，轻盈的脚步并不是拥有昆虫般超强力量的秘诀。那么，叶切叶蚁（能搬运自身体重50倍的树叶）或犀牛甲虫（能举起自身体重80倍的物体）是如何做到的呢？答案在于这些以及其他小型昆虫的一个独特特征——它们的外骨骼。
与将骨骼长在身体内部的人类不同，拥有外骨骼的动物“它们的硬质部分长在外面，这使得它们有更多的空间用于肌肉，”昆虫学家、书籍《致命的平衡：掠食者与人类在拥挤的世界》的作者Adam Hart说道。“它们的身体大部分由外骨骼支撑。”这使得它们的肌肉可以大部分自由地用于执行昆虫所需的繁重劳动。
叶切叶蚁、圣甲虫以及许多其他体型小巧但力量强大的昆虫，它们的外骨骼由甲壳素制成。这种天然聚合物不仅在比例上比骨骼更强，而且比骨骼允许更多的肌肉附着。拥有甲壳质外骨骼的昆虫和其他无脊椎动物可以最大化其体内的肌肉数量。我们也许也能从这种物质中学习到一些东西：科学家们现在正在研究大自然中最强壮的昆虫和无脊椎动物所拥有的盔甲般的外骨骼，以帮助他们 设计更坚固的材料，用于制造容器、建筑、机械、防弹衣等。
即使在昆虫界同类中，叶切叶蚁和圣甲虫也异常强大。并非所有昆虫和无脊椎动物都能搬运比自身大几百倍的物体；能够做到这一点通常是进化压力的结果。例如，叶切叶蚁需要大量稳定的树叶供应来维持它们巢穴中的真菌，它们在此培养真菌作为食物。虽然蚂蚁可以轻松找到树叶，但将它们运回巢穴需要力量，而它们已经进化出了充沛的力量。
所以，下次你在健身房需要灵感时，不要想一头公象。让叶切叶蚁或其他健壮的昆虫成为你变强的灵感缪斯吧。
