很多昆蟲(chóng)可以舉起體重20倍以上的重物，例如犀牛甲蟲(chóng)。

部分可以跑很遠(yuǎn)。

能量輸出比自身質(zhì)量高，所以輸出能量的來(lái)源是肌肉。

那肌肉和脊椎動(dòng)物有什么區(qū)別？

脊椎動(dòng)物既光滑又有條紋形狀。

與昆蟲(chóng)不同的是，昆蟲(chóng)的所有肌肉都有條紋，身體沒(méi)有真正的平滑肌，但條紋數(shù)量有很大的變化。這些肌肉細(xì)胞聚集在一起，成為肌肉后形成功能單位肌肉。

我們都知道昆蟲(chóng)是節(jié)肢動(dòng)物，節(jié)肢動(dòng)物的“節(jié)”就是這個(gè)意思。當(dāng)然，它的肌肉系統(tǒng)也是一個(gè)分割系統(tǒng)，每個(gè)部分的肌肉都有類(lèi)似的排列，所以昆蟲(chóng)的肌肉比哺乳動(dòng)物多。

昆蟲(chóng)的肌肉數(shù)量因種類(lèi)而異。例如蝗蟲(chóng)的肌肉約有900塊[1]。

蝴蝶幼蟲(chóng)的肌肉約為4000只。相比之下，只有大約650塊肌肉，完全沒(méi)有可比性。

肌肉的力量與它的橫截面成正比，因此會(huì)影響肌肉的質(zhì)量與肌肉的體積成正比。

昆蟲(chóng)肌肉系統(tǒng)的杠桿原理比人類(lèi)肌肉有效，所以小昆蟲(chóng)依靠肌肉完成的一些機(jī)械動(dòng)作無(wú)法趕上人類(lèi)。

如果跳蚤和人體一樣大，側(cè)板彈性反彈的高度比人的彈跳高300米。

如果體積和人體一樣大，可以拉幾噸重的物體。

當(dāng)然，這些例子只是理論上的比較。因?yàn)橐袅繋旅媸窍拗埔蛩兀圆荒芾斫鉃橐呀?jīng)有明確的潛力。

想知道為什么沒(méi)有那么大的螞蟻是因?yàn)楫愃僭鲩L(zhǎng)，請(qǐng)參閱我的另一個(gè)回答。

為什么電影中的巨獸不能存在？

昆蟲(chóng)肌肉分類(lèi)

他們的肌肉主要分為四種類(lèi)型[2]。

1.內(nèi)臟肌Visceral:內(nèi)臟肌圍繞空腔的各種管道，方向的波動(dòng)或蠕動(dòng)，以及將物質(zhì)從一個(gè)地方推向另一個(gè)地方。

2.節(jié)附近Segmental:節(jié)附近發(fā)生段拉伸，有利于脫皮、氣體交換、增加體壓、無(wú)足蟲(chóng)體的攀登。

3.附屬地根Appendicular:附屬地是被動(dòng)的單位，是通過(guò)背板、腹桿上出生并延伸到基底節(jié)的肌肉(附屬地根)進(jìn)行的。蟲(chóng)子的各項(xiàng)活動(dòng)由前一節(jié)的肌肉控制。

4、飛肌Flight:在所有肌肉中，飛肌最具特色，其中一種稱(chēng)為同步肌，神經(jīng)在每次沖動(dòng)時(shí)都會(huì)發(fā)生一次收縮。由于同步肌肉(synchronousmuscles)[3]的限制，翅膀的跳動(dòng)速度、最大速度減少了30~30次/秒，大多數(shù)減少了5~10次/秒。

另一種類(lèi)型是異步肌肉(asynchronous muscles)[4]

/sup>，高度特化昆蟲(chóng)如蒼蠅中就有這種肌肉，它具有比同步肌更快的收縮節(jié)律。有些蚊子的翅膀拍動(dòng)速度可達(dá) 500~1000 次 / 秒，這樣高速產(chǎn)生的空氣振動(dòng)足以使人聽(tīng)到“嗡嗡嗡……”

正是因?yàn)楫惒郊〉拇嬖?，所以有些昆蟲(chóng)可以做到非常高的振翅頻率。

異步肌具體而言是指在電刺激和機(jī)械收縮之間沒(méi)有一對(duì)一關(guān)系的肌肉。 怎么理解這句話(huà)？就是這類(lèi)肌肉的收縮機(jī)械頻率遠(yuǎn)大于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)出沖動(dòng)的頻率，而且收縮頻率和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)頻率也不相關(guān)。通常情況下，機(jī)械收縮的速率比運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)出的電信號(hào)要大 10 個(gè)數(shù)量級(jí)^[5]。

神經(jīng)信號(hào)不是直接控制異步肌的產(chǎn)生，而是使[Ca2 + ]維持在一個(gè)臨界值以上，進(jìn)行拉伸激活^[6]。

雖然它們?cè)诟哳l率下獲得更大的力輸出和更高的效率，但由于它們依賴(lài)于機(jī)械拉伸，應(yīng)用范圍有限。這些肌肉在 75% 的飛行昆蟲(chóng)中都有發(fā)現(xiàn)，并且已經(jīng)進(jìn)化了 7-10 次。正是進(jìn)化，才使得異步肌在高收縮頻率下具有高產(chǎn)力和高效率。

如此快速的肌肉收縮當(dāng)然消耗大量能量，一般每克肌肉的每小時(shí)耗量約為 1 千卡，這比人類(lèi)體力運(yùn)動(dòng)所耗能量大 10~20 倍^[7]。

當(dāng)然能量來(lái)源于葡萄糖或質(zhì)放，后者的能量效率很高，為前者的 8 倍，尤其是對(duì)于飛行昆蟲(chóng)而言，脂肪是通用的物質(zhì)。這些食物源提供必須能量占肌肉體細(xì)胞體積 40%的線(xiàn)粒體中進(jìn)行，將 ADP 轉(zhuǎn)換為 ATP^[8]。

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