生き物

アリは体重の何倍を運べる？実測でわかった力の正体

実測すると体重の約8.8倍

2019年、実験生物学の専門誌 Journal of Experimental Biology に、ハキリアリ（Atta cephalotes）の運搬能力を測った研究が載りました。スタンフォード大学のパオロ・セグレらによるものです。

方法は単純です。葉のかけらを運んでいる野生のアリを見つけ、その葉に小さなおもりのシールを少しずつ貼り足していきます。葉を頭上に掲げたまま歩けなくなった時点が、そのアリの限界です。

調べたのは90匹で、体重は1.2ミリグラムから36.8ミリグラムまでばらつきがありました。結果は平均で体重の8.78倍。数十倍という広く知られた数字とは、桁がひとつ違います。

しかも、この値は限界まで追い込んだときの数字です。野外で実際に運んでいる葉は、それよりずっと軽いものでした。

「50倍」は裏づけの取れない数字

50倍という数字は、本や記事に繰り返し登場します。ただし、どの種をどのように測った値なのかをたどれる資料が見当たりません。

数字が一定しないこと自体が、根拠の弱さを表しています。オハイオ州立大学の2014年の発表では、野外の観察から「体重の100倍以上を運ぶ」と見積もられてきた、と紹介されています。50倍か100倍か8.8倍か、出どころによって数字が大きく違うのです。

アリは種類が多く、体の作りも運び方も違います。頭上に持ち上げるのか、引きずるのか、ぶら下がって支えるのか。何を測るかでも数字は変わります。広く語られていても、「アリは体重の50倍を運ぶ」と事実として断定はできません。俗説として扱うのが正確です。

測り方で倍率は桁違いに変わる

アリの力について、きちんとした研究で出ている数字を並べると次のようになります。同じ「体重の何倍」でも、中身はまったく別物です。

「運んで歩く」のか「その場で支える」のか「部品が壊れるまで引っぱる」のかで、数字は9倍から5000倍まで開きます。記事や動画で倍率を見かけたら、何を測った数字なのかを確かめると混乱しません。

体の大きさと力の関係

アリが力持ちに見える理由の一つは、体の小ささそのものにあります。筋肉が出せる力は筋肉の断面積に比例し、体重は体積に比例します。

体の長さが10分の1になると、断面積は100分の1、体積は1000分の1です。力は100分の1にしか減らないのに体重は1000分の1になるので、体重あたりの力は10倍になります。小さな生き物ほど、体重の割に力が強く見えるわけです。

ただし、同じ種の中では話が違いました。先ほどのハキリアリの研究では、体の大きい個体も小さい個体も、体重に対して運べる割合はほぼ同じでした。体重が30倍も違うのに、限界の倍率はそろっていたのです。

その一方で、野外で実際に運ばれていた葉を体重と比べると、大きなアリほど軽い荷物を選んでいました。限界の何割も手前で歩いている計算です。研究チームは、巣までの道の障害物や雨、風に備えた余力ではないかと考えています。

首の関節は体重の数千倍に耐える

強さの秘密は、つなぎ目の作りにあります。首の柔らかい組織は、頭と胴体の硬い外骨格へ材質がなだらかに移り変わるようにつながっていました。境目には突起や毛のような微細な構造が並び、力が一点に集中しないよう支えていると研究チームは見ています。この調査は、柔らかい部品と硬い部品を組み合わせた小型ロボットの設計に生かす目的で行われました。

落とさずに運べるのは足のおかげ

重い荷物を運ぶには、持ち上げる力だけでは足りません。地面や葉から足が離れないことが要ります。

2013年に英国王立協会の専門誌に発表された研究によると、昆虫の粘着する足の器官は、体重の100倍を超える付着力を出せます。ツムギアリはふつうに歩いているとき、逆さまの状態でも、その接着面のごく一部しか使っていません。

おもしろいのは反応の速さです。足がすべりかけると、1000分の1秒ほどのうちに接触面積を2倍以上に広げて踏みとどまります。これは神経の反射よりずっと速く、足の構造そのものが自動で働く安全装置です。

この足の力を示したのが、2010年にケンブリッジ大学のトーマス・エンドライン博士が撮った写真です。つるつるの面に逆さまにとまったツムギアリが、体重の約100倍にあたる500ミリグラムのおもりを口にくわえて支えていました。重い荷物を持つときは足の接触面を広げ、走るときは狭めるという使い分けも報告されています。

重いものはチームで運ぶ

1匹で運べない獲物は、仲間と一緒に運びます。イスラエルのワイツマン科学研究所は2015年、ヒゲナガアメイロアリ（Paratrechina longicornis）の共同運搬を調べた研究を発表しました。

運ぶ役のアリが力を出し、そこへ新しく加わった道案内役が進む向きを直します。1匹の道案内が方向を決めていられるのは10〜15秒ほどで、道を見失うと次のアリが交代します。

集団の大きさにも「ちょうどよさ」がありました。2匹ほどの少人数では向きの取り合いになって進まず、大きすぎると障害物をうまくよけられません。1匹の力の限界を、数と役割分担で補っているのです。

よくある疑問

アリは体重の何倍の重さを運べますか？

ハキリアリの実測では、頭上に持って歩ける限界が平均で体重の約8.8倍でした。逆さまで支えるだけなら約100倍の例もありますが、これは運んで歩く力とは別物です。

人間の大きさのアリがいたら、とても力持ちですか？

そうはなりません。体の長さが大きくなると、筋肉の力は断面積に比例してしか増えないのに、体重は体積に比例して増えます。人間サイズのアリは体重の割に力が弱くなり、今の倍率は保てません。

アリの首が強いのはなぜですか？

首の柔らかい組織が、頭と胴体の硬い外骨格へなだらかに移り変わるようにつながっているためと考えられています。境目の微細な突起が力の集中を防いでいる、というのが研究チームの見方です。オハイオ州立大学の実験では、体重の3400〜5000倍の力で引っぱるまで壊れませんでした。

まとめ

アリの力を、ひとつの倍率で言い表すのは無理があります。きちんと測った運搬の限界は体重の約9倍で、「50倍」は裏づけのない俗説です。

それでも、足の粘着力は体重の100倍を超え、首の関節は数千倍の力に耐えます。1匹で足りなければ仲間と役割を分けて運びます。次に行列を見つけたら、運んでいる荷物とアリの体をそっと見比べて、何倍くらいかを見積もってみてください。

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