Ein wiederkehrendes Problem bei dem Versuch, große Kreaturen zu erschaffen, ist das Quadratwürfelgesetz, das für die Vergrößerung bekannter Tiere gilt, insbesondere für solche mit Exoskeletten: Wenn Sie die Größe eines Tieres verdoppeln, erhöht sich sein Gewicht um das Achtfache, aber seine Tragfähigkeit vervierfacht sich nur und die Muskelkraft verdoppelt sich nur. Arthropodenskelette machen bereits einen größeren Anteil am Körpergewicht aus als die von Wirbeltieren.
Die größten Arthropoden der Geschichte waren Jaekelopterus und Arthropleura , beide etwa 2,5 m lang. Aber keiner erhob sich mehr als ein paar zehn Zentimeter über dem Boden.
Zu den üblichen vorgeschlagenen Teillösungen gehören die Verringerung der Schwerkraft eines Planeten, die Erhöhung des Sauerstoffgehalts der Atmosphäre (was in unserer Vergangenheit viel größere Insekten ermöglichte) und die Änderung der Zusammensetzung des Skeletts selbst. Vielleicht kann dieser Liste eine strukturelle Lösung hinzugefügt werden, um landgestützte Megafauna mit Panzern (statt mit Schalen ) plausibel zu machen.
Würde eine Mischung aus Exo- und Endoskelettmerkmalen, ein „Ambiskeleton“, funktionieren? Hier ist ein vereinfachtes Diagramm von dem, was ich vorschlage:
„Ambi-“ kommt aus dem Lateinischen und bedeutet beides.
Der Muskel und das Gewebe sind von einer panzerartigen Schale umgeben, wobei die Lastaufnahme von einer knochenartigen Struktur entlang einer Kante übernommen wird. In dieser Kombination muss der „Panzer“ nur den Inhalt des Gliedes oder Körpersegments enthalten und schützen, während der „Knochen“ das Gewicht des Tieres trägt. Beide Teile sind kontinuierlich, ohne dazwischenliegendes Weichgewebe.
Würde dies mit oder ohne die anderen oben genannten Teillösungen deutlich größere Tiere mit Panzern ermöglichen?
Obwohl es eine gute Frage ist, funktioniert es nicht, außer für die Ästhetik, die Ihr Punkt sein könnte.
Ein Exoskelett dient in erster Linie dem Schutz des Inneren. Es muss dick genug sein, um diesen Schutz zu bieten, wenn es zu dünn ist, wirkt es spröde und bricht schnell. Haut ist relativ leicht zu reparieren und ihre Elastizität in Kombination mit Zähigkeit macht sie für uns nützlich, aber im Wesentlichen ein dünnes Stück Knochen zu haben, das leicht bricht und schwerer zu reparieren ist, da Ihre Haut dazu führen würde, dass Sie leicht verletzt werden und zu lange brauchen, um sich davon zu erholen diese Wunden.
Wenn Sie das Exoskelett dicker machen, stoßen Sie auf ein Problem: Es muss dick genug sein, um zu schützen, aber dünn genug, um Ihre Knochen nicht unter dem Gewicht zusammenbrechen zu lassen. Wir können bereits die Schale einer Krabbe knacken, so dass die Dicke nicht gut genug ist. Aber wenn Sie die Krabbe auf unsere Größe mit einer anständigen Dicke vergrößert haben, um sie zu schützen, sind Sie bereits auf das Problem der quadratischen Würfel gestoßen, das Sie vermeiden wollten!
Also würde ich stattdessen eine mittelmäßige Lösung zu Ihrer mittelmäßigen Lösung vorschlagen. Sie verwenden "normale" Knochen mit Haut auf der Außenseite, aber lassen diese Haut wie einen Panzer aussehen. Vielleicht ist es eher eine Hornschicht wie unsere Nägel oder die Haut von "gepanzerten" Landtieren. Seine unbewegte Haut, seine immer noch zähe, aber mit einer höheren Flexibilität und es sieht einfach aus wie ein Panzer.
Obwohl Sie vielleicht einfach die Methode "es verwendet eine andere Komposition" verwenden. Viele Schritte bei der Herstellung von Graphen können von biologischen Körpern durchgeführt werden, und Spinnenfäden können definitiv von biologischen Körpern hergestellt werden. Wenn Sie also einen Panzer aus einer Graphen-Hautlegierung für Festigkeit und Leichtigkeit haben, der mit Spinnenseide für Festigkeit und Flexibilität verwoben ist, können Sie eine Megafauna mit Panzern erschaffen.
Als Referenz, unsere Knochen bestehen aus Elastinen, die die Knochen flexibel machen, und Kalzium für die Härte. Wenn wir jung sind, sind unsere Knochen viel elastischer und Knochen sind schwer zu brechen. Der Nebeneffekt ist, dass sich Ihre Knochen leicht biegen und nicht so gut schützen, wie Sie möchten, und es hilft auch nicht, wenn Ihre Muskeln versuchen, aus etwas Kraft zu gewinnen gibt nach. Wenn wir älter werden, verschwinden Elastine aus den Knochen und hauptsächlich bleibt Kalzium übrig, was zu brüchigen Knochen führt. Daher ist es für eine gute Knochen- oder Panzerstruktur unerlässlich, sicherzustellen, dass Sie eine solide Kombination aus elastischen Eigenschaften und Härte haben.
Schildkröten haben ihren Panzer irgendwie als Teil ihres Skeletts - er besteht aus Lederkeratin , aber die Rippen sind damit verschmolzen.
Eine ausgestorbene Art namens Archelon könnte 460 cm lang sein (ungefähr 15 Fuß, schätze ich). Hier ist ein Bild von seinen Überresten mit einem Menschen an seiner Seite:
Ein Ambiskelett würde theoretisch funktionieren. Die Gelenke sowohl für die internen als auch für die externen Strukturen müssten aneinandergereiht werden, um Mobilität zu ermöglichen. Und härtere, robustere Teile würden definitiv die Verteidigungsfähigkeiten deiner Kreatur erhöhen und ihr trotz ihrer Größe eine größere Chance geben, zu existieren.
Scheint so, als ob Ambisskelette spezifische Merkmale erfordern, die kein Lebewesen hat, aber vielleicht hätten einige ausgestorbene Kreaturen sie gehabt haben können, die Placoderms, eine Gruppe ausgestorbener Fische, bei denen fast die Hälfte ihres Körpers von Knochenplatten bedeckt war und für das, was ich weiß, Das Weichgewebe über den Platten war minimal, was für den Zweck des "Ambiskeletons" wichtig ist, das große und massive arthropodenähnliche Kreaturen mit einem scheinbar harten Exoskelettkörper zulassen soll.
Wie ich bereits erwähnte, hatten diese Kreaturen sehr wenig Haut auf den Knochenbrust- und Schädelplatten (zumindest nur eine dünne Hautschicht an bestimmten Stellen), was ihr robustes Aussehen leicht enthüllen würde. Eine andere Sache ist, dass sie die meisten Organe und Muskeln innerhalb der Boen-Platten und nicht außerhalb oder darüber hatten.
Ein weiterer möglicher Hinweis auf dieses "Modell" ist, dass Placoderms sogar unter Wasser größere Größen als die größten Arthropoden erreichen könnten, wobei eine der größten Arten moderate Schätzungen von bis zu 6-7 Metern Länge und die oberen Schätzungen sogar von 10-11 Metern haben.
Diese großen Größen zu haben, ist also ein möglicher Beweis oder eine Lösung für das Problem, dass die Größe dadurch begrenzt ist, dass alle ihre Organe in einem starren Exoskelett enthalten sind, das, wie ich gesehen habe, normalerweise für riesige Arthropoden erwähnt wird. Im Grunde sieht es so aus, als könnten Placoderms wachsen, ohne durch ihre Rüstung eingeschränkt zu werden.
Und etwas Erstaunliches, eine bestimmte Gruppe von Placodermen ging weiter und entwickelte Arthropoden-ähnliche Gliedmaßen aus ihren Brustflossen.
Das folgende Bild stammt aus einem kleinen Genre, aber andere konnten eine Länge von 2-3 Metern erreichen.
Und der Teil, der zum "Ambi" -Teil beiträgt, ist, dass Placoderms eine Wirbelsäule in ihrer Rüstung enthielten, die nur mit ihrer Hirnschale verbunden war und praktisch nur ein interner Muskelankerpunkt war.
Zu berücksichtigende Problempunkte
Dies waren aquatische Kreaturen, daher ist der wahrscheinlichere Fall, dass das gesamte zusätzliche Gewicht der Panzerung von Wasser getragen wurde, das an Land Probleme verursachen konnte, weil es so schwer war. Es wäre also notwendig zu bestimmen, wie dick es sein könnte, bevor es eine Grenze erreicht, wo es unter seinem eigenen Gewicht fällt.
Mögliche Lösungen hierfür sind die Verwendung ungewöhnlicher Materialien oder die Entwicklung einer strukturellen Konstruktion, die das Gewicht tragen kann. Wie dieser teuflische Käfer oder das Exoskelett der Fangschreckenkrebse .
Und Dinge, bei denen ich mir wirklich nicht sicher bin, wie sie funktionieren, wie der biologische Mechanismus, durch den diese Tiere in ihrer Rüstung wachsen konnten, ohne sich wie Arthropoden zu vergießen, habe ich angenommen, indem sich eine Stapelung von Knochenschichten in die unteren auflöst als Sie wuchsen.
Und der mechanische Teil, ich weiß nicht, ob die Oberfläche, die das minimale innere Skelett und das Exoskelett zusammen bieten, ausreichen würde, um eine ausreichende Menge an Muskeln zu verankern, um sich an Land bewegen zu können. So ist es, herauszufinden, wie viel Oberflächenmuskeln benötigen.
Das einzige, was wir wissen können, ist, dass dieses "Modell" unter Wasser zufriedenstellend funktioniert hat.
Meinerseits würde ich versuchen, nach Lösungen zu suchen oder Fragen zu stellen, um die letzten Unannehmlichkeiten zu lösen.
AlexP
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Das Quadratwürfelgesetz
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