Die Anatomie eines organischen Mikrowellengenerators

Ich habe ein Konzept für eine Spezies eines arktischen Organismus (nennen wir ihn einfach einen Eisbären), der ein Organ entwickelt hat, das Mikrowellen erzeugen kann, mit denen er durch Eis tunnelt.

Wenn so etwas möglich ist, ist meine Frage: Welche(s) bereits existierende(n) Organ(e) würde(n) sich zu diesem neuen Organ entwickeln (wie etwa die Entwicklung von Elektrozyten aus Muskelzellen in elektrischen Aalen), welche organischen Strukturen und Prozesse würden sich innerhalb dieses Organs entwickeln und Welche Auswirkungen hätte dies auf die Physiologie des Organismus? Wie würde sich sein Körper verändern, um mit diesem neuen Organ fertig zu werden?

Dies ist eine sehr subjektive Frage und ich stimme dafür, als POB zu schließen. Mit genügend Zeit kann sich so ziemlich alles zu allem entwickeln. Die Biologie verwendet bereits Elektrizität, daher ist es im Nachhinein logisch, dass sich ein Muskel zu einem Elektrozyten entwickeln könnte. Aber nichts über Biologie (das ich kenne) verwendet Mikrowellen, was dies zu einer vollständigen Vermutung macht, die nicht zum Thema gehört. Außerdem ist das Stellen von 4 Fragen zu weit gefasst (auch ein Grund zum Schließen). Wenn Sie eine spezifische Frage stellen und die Frage qualifizieren, damit es eine beste Antwort geben kann, würde ich gerne zurückziehen.
Zum Zeitpunkt dieses Kommentars scheinen die beiden Antworten nicht auf die Bedenken eingegangen zu sein, dass Mikrowellen zwar gut flüssiges Wasser erhitzen können, Eis aber wirklich nicht auf Mikrowellenenergie reagiert. Sofern Sie keine zwingenden Gründe haben, dies in Ihre Geschichte zu schreiben (für die Sie ein ausgeklügeltes Szenario aushecken müssten, bei dem heißes Wasser auf das Eis gespritzt wird, um es zu schmelzen), sollten Sie sich für Infrarot als praktischer entscheiden.
Mit dem Wechsel von Mikrowellen zu Infrarot ist die einfachste Antwort ein haarloses Säugetier. Alle Säugetiere sind Infrarotgeneratoren. Und die Haarlosigkeit macht sie zu besseren Strahlern.
Ich denke, es ist eine schlechte Praxis, eine Frage radikal umzuformulieren, nachdem die Leute damit begonnen haben, sie zu beantworten. Es schafft eine Diskontinuität, in der die Bemühungen von Personen, die Antworten geben, fehlgeleitet erscheinen, da sie eine alte Frage beantwortet haben. Es ist eine bessere Vorgehensweise und respektvoller gegenüber den Bemühungen der Mitwirkenden, eine neue Frage zu erstellen. So wie es jetzt aussieht, sieht jeder, der Antworten gegeben hat, ziemlich dumm aus, da Sie das Thema Ihrer Frage geändert haben.
Ich würde dieses XKCD-Was-wäre-wenn fast als Antwort betrachten. Aus energetischer Sicht ist das Schmelzen von Eis für ein Tier sehr teuer.
Alter, nein. Ändern Sie das Thema Ihrer Frage nicht vollständig, nachdem Antworten geliefert wurden . Senden Sie stattdessen eine neue Frage.
Infrarot (was alle Warmblüter sind) oder Mikrowelle? Es ist ein RIESIGER Unterschied.
Warum nimmst du nicht ein Blatt aus dem Buch von Mutter Natur? Ein existierendes Tier, das durch festes Material tunneln kann, ist der Maulwurf.
Ist es für Ihre Geschichte wichtig, dass sie Strahlung abgeben können, oder könnten sie stattdessen Salz verwenden, um Eis zu durchbohren?

Antworten (5)

Es ist ein Außerirdischer von einem Planeten, auf dem alle Wirbeltier-Äquivalente Metallknochen haben. In seinem speziellen Fall hat es ein Organ mit gewickelten Metallknochen, das als Mikrowellenantenne fungieren kann, verbunden mit Elektrozyten, die bei Mikrowellenfrequenzen pulsieren. Die Mikrowellen, die dieses Organ erzeugt, werden dann durch eine metallene „Knochen“-Schale fokussiert und durch eine Hornschicht auf die Dinge projiziert, die es erhitzen möchte (z. B. Beutetiere, höchstwahrscheinlich).

Es hat dieses Organ aus den rohen organischen Radios entwickelt, die Tiere auf diesem Planeten entwickelt haben, weil Nerven mit ihren Knochen verbunden waren, um die Spannung zu registrieren, die ihre Knochen registrierten, während sie als Radioantennen fungierten, dann entwickelten andere Tiere Elektrozyten, die ebenso Signale übertragen konnten empfange sie.

TL;DR: Die Erzeugung von Hochleistungsmikrowellen durch organische Mechanismen ist sehr, sehr schwer und evolutionär unwahrscheinlich. Mikrowellen sind auch eine schreckliche Art, durch Eis zu tunneln. Beachten Sie, dass Eisbären und Seeleoparden in der realen Welt nicht stören; Wer sind Sie, um mit diesen hochwirksamen Apex-Raubtieren zu streiten?


Da eine andere Antwort bereits die Ineffizienz des Schmelzens von Eis berührt (noch mehr, wenn man bedenkt, dass dort keine energiedichte Nahrung vorhanden ist, um das Tunneln lohnenswert zu machen!), werde ich nicht darauf eingehen, aber wir betrachten die physiologischen Probleme der Mikrowelle Generation.

Mikrowellengeneratoren haben zwei wichtige Arten von Materialien, die in der Natur schwer zu finden sind: mikrowellentransparente Materialien , um das Betriebsende des emittierenden Geräts abzudecken und zu schützen, und mikrowellenreflektierende Materialien , um sicherzustellen, dass alle Mikrowellen dorthin gelangen, wo sie erwünscht sind (z. B. an der Vorderseite) und werden nicht vom Rest der Ausrüstung absorbiert, was unerwünschte Leistungsverluste, Erwärmung und Schäden verursachen würde.

Leichte Polymere wie Polystyrol oder Polyethylen sind dank der modernen Chemie und Industrie leicht zu bekommen, aber es gibt nicht viele gute biologische Äquivalente. Das Vorhandensein von Wasser ist unerwünscht (aufgrund des daraus resultierenden Energieverlusts, der Wärmeerzeugung und letztendlich der daraus resultierenden physischen Schäden), und das Züchten einer wasserfreien biologischen Membran klingt wie ein absoluter Albtraum und etwas, das sich auf natürliche Weise höchst unwahrscheinlich entwickelt. Es ist entfernt möglich, dass Sie eine Art superdünne Schicht aus spezialisiertem Knochen, Horn, Haar oder Zahn haben und die extrudierende Zellschicht vielleicht absterben könnte.

In ähnlicher Weise stehen den Menschen Bleche und Metallgitter seit Jahrtausenden zur Verfügung, aber die Massenablagerung von Metallen in organischen Lebewesen ist keine Sache, geschweige denn die Bildung schöner glatter reflektierender Hohlräume. Es gibt keinen offensichtlichen evolutionären Weg zu einem solchen Merkmal ... es scheint, als wären Mineral-Protein-Verbundstoffe, die die meisten zahn- oder knochen- oder panzertragenden Tiere produzieren, ziemlich gut genug, ohne den Aufwand und den Energieaufwand für die Raffination von Metallen.

Schließlich müssen Sie, selbst wenn Sie diese beiden nicht unbedeutenden Probleme gelöst haben, tatsächlich Mikrowellen erzeugen . Menschliche Ansätze dazu beinhalten Vakuumröhren (viel Glück bei der Entwicklung eines vakuumdichten Hohlraums in einem biologischen Organismus!) oder Halbleiter. Letztere könnten möglicherweise einige organische Gegenstücke haben, aber: Sie sind Mikrowellenquellen mit geringer Leistung, die Art, die vielleicht für die Kommunikation nützlich ist, aber nicht für die Erzeugung der enormen Energiemengen, die Sie benötigen, um genug Eis zu schmelzen, damit Ihr Körper durchpasst.

Während es vorstellbar ist, dass sich ein Organ entwickeln könnte, um schwache Mikrowellen auszusenden, ist dies keine praktische Methode, um durch Eis zu tunneln.

Eis zu schmelzen – es von fest zu flüssig zu machen , ohne seine Temperatur wesentlich zu verändern – erfordert viel Energie. Laut Wikipedia genug Energie , um die Temperatur einer gleichen Wassermasse um 80°C zu erhöhen. Sie müssen dann die Temperatur des neu geschmolzenen Wassers so weit erhöhen, dass es abfließen kann, bevor die Wärme in das umgebende Eis entweicht und es wieder gefriert.

Ihre Kreatur muss all diese Energie als Mikrowellen ausstrahlen, ohne selbst zu kochen, was nicht plausibel ist, dem Mikrowellengeneratororgan eher mehr chemische Energie zuführen, was nicht zu 100% effizient sein wird, und genug essen, um all diese chemische Energie zu liefern sowie seine normalen Bedürfnisse. Es ist einfach nicht evolutionär plausibel. Es ist viel praktischer, starke Krallen oder Zähne und die Muskeln zu entwickeln, um sie zum Tunneln durch Eis zu verwenden.

Die Frage wurde jetzt auf Infrarotemissionen anstatt auf Mikrowellen geändert. Dadurch wird die abgestrahlte Energie effektiver genutzt, aber da ich die Unwirksamkeit von Mikrowellen beim Schmelzen von Eis nicht berücksichtigt habe, ist meine Antwort einfach weniger zu optimistisch . Das Tunneln über Infrarotstrahlung ist aus energetischer Sicht noch völlig unpraktisch.

Das Tunneln durch Meereis oder Gletschereis ist grundsätzlich unpraktisch, egal mit welchen Mitteln. Es gibt zum Beispiel nicht viele Kreaturen, die sich durch festen Fels bohren, und es ist weniger wahrscheinlich, dass Sie dabei erfrieren.
Festes Gestein von @starfishprime ist normalerweise mindestens 5,5- bis 6-mal dichter als Eis. Eisbären graben im Eis, um ihre Höhlen zu bauen.
@Renan sie graben sich in dichten Schnee, nicht in Eis. Eis ist zu hart für Eisbären, um darin zu tunneln, und es ist ein viel effektiveres Material, um Körperwärme zu verlieren.

Ich stimme allen Beobachtungen zu, dass sich ein solches Organ wahrscheinlich nicht entwickeln wird wie Douglas Adams Babel Fish. Aber wenn es so wäre, hätte es höchstwahrscheinlich diese Eigenschaften

  1. Eine primäre Abmessung – am längsten – ein ganzzahliges Vielfaches von 6,25 cm. Dies würde es dem Hohlraum ermöglichen, mit der gleichen Frequenz wie ein Mikrowellenherd ~2,3 GHz zu schwingen – die Resonanzfrequenz von Wasserstoff

  2. Das Organ wäre eine Art MASER auf dem Schädel oder der Wirbelsäule oder den Schulterblättern oder dem Becken des Tieres. Die Wellenlänge der Emission regt Wasserstoffatome in Molekülen an, und obwohl sie gut zum Erweichen des Eises ist, ist sie schlecht für organisches Gewebe, da sie dazu neigt, ihre Proteine ​​zum Kochen zu bringen. Ich denke, das bedeutet, dass der Rest des Bären oder Walrosss vor der Emission geschützt werden muss. Ich kann mir keinen wirklich guten Weg vorstellen, um diese Art von Metallabschirmung herzustellen, was seltsam wäre. Konzeptionell könnte eine komplexe Reihe von geschichteten Materialien ein Interferenzmuster bilden und als HF-Spiegel wirken, scheint aber evolutionär nicht wahrscheinlich zu sein

  3. Eine Art chemische Reaktion ähnlich einer Primärzellenbatterie, um die Energie zu erzeugen, die benötigt wird, um den organischen Maser im Schädel des Bären (oder wo auch immer) anzutreiben

Der Maser würde das Eis nicht schmelzen, aber da die Skin-Tiefe von 2,3 GHZ sehr lang ist, könnte der Maser das Eis aufweichen und Brüche verursachen, was die große körperliche Stärke und die Adamantiumkrallen des Bären ermöglichen würde – sorry, das sind Vielfraße, richtig nicht Bären – starke und scharfe Klauen, um das Eis zu schnitzen.

Sie sagten "Tunnel". Sie haben nicht gesagt "einen riesigen Eisklumpen schmelzen lassen, der den gewünschten leeren Raum hinterlässt".

Es sind verschiedene Taktiken erforderlich. Die Kreatur wird nicht ganze Tunnel schmelzen. Es wird irgendetwas verwenden, um Blöcke zu schneiden, die es dann aus dem Tunnel schieben kann. Es entwickelt sich ein Eismesser, kein U-Bahn-Tunnelgräber. Es ist ein Schneemesser , wie es von den Bewohnern des Nordens verwendet wird, um Unterstände aus Eis zu bauen.

Keine Mikrowellen, kein Ultraviolett, sondern Ultraschall. Das Tier hätte einen speziell entwickelten Gegenstand in seinen Klauen, der einen Ultraschallimpuls aussendete, um das Eis entlang einer schmalen Scheibe zu schwächen. Es würde dies tun, um einen Block zu schwächen, den es dann mit normaler alter roher physischer Kraft herausziehen könnte. Vielleicht hat es ein bestimmtes Muster, mit dem es von der Oberfläche aus beginnt, damit es Eiskeile herausholen und sie dann aus dem Tunnel schieben kann. Vielleicht hat es unterschiedliche Frequenzen für verschiedene Eissorten, je nach Menge der Trapperluft usw.

Die tatsächlich zu beeinflussende Eismenge ist extrem gering, vielleicht ein Bruchteil eines Millimeters. Im Prinzip könnte es viel weniger Energie dafür verbrauchen, als zu versuchen, die Blöcke mit seinen Krallen herauszubrechen. Die Spalten wären viel sauberer mit weniger Brüchen, sodass der Tunnel stabiler wäre. Der Bär könnte sogar schlau genug sein, die ausgeworfenen Blöcke zu verwenden, um eine einfache Struktur am Eingang des Tunnels zu bauen. Auch wenn es nur ein einfacher Haufen Blöcke ist, um den Eingang des Tunnels zu verkleiden.