Tiere mit biologischem Radar

Organismen auf der Erde haben eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Anwesenheit anderer Objekte zu erkennen. Echoortung, Elektroortung, Sicht usw. Eine Art, die ihnen fehlt, ist die Erkennung, die darauf basiert, dass Mikrowellen von Dingen abprallen, dh Radar.

Auf meinem Planeten habe ich ein Taxon fliegender Kreaturen, die ihr Leben vollständig in der Luft verbringen. Sie leben hauptsächlich in großen Höhen, außer um sich von Fischen und anderen Meereslebewesen zu ernähren, die nahe der Oberfläche leben. Ich möchte, dass sie in der Lage sind, Beute aus großer Höhe mit Mikrowellen oder Radiowellen zu lokalisieren. Es scheint eine ziemlich logische Anpassung zu sein und es ist auch einfach ziemlich cool. Die Echoortung ist ausgefallen, da ihre Reichweite zu gering ist; Meine Atmosphäre ist dicker als die der Erde, aber das nichtviel dicker. (Die Echoortung bei Fledermäusen scheint auf mehrere zehn Meter begrenzt zu sein; meine Kreaturen ziehen es vor, Tausende von Metern über dem Wasser zu fliegen.) Neben der Ortung von Beute könnten sie ihr Radar auch zur Kommunikation über große Entfernungen verwenden. (Diese Kreaturen sind ziemlich schlau; nicht annähernd so intelligent wie menschliche Intelligenz oder wahrscheinlich sogar Zahnwale, aber ungefähr so ​​schlau wie ein Elefant oder ein Waschbär. Sie haben ein gewisses Kommunikationsbedürfnis, und sei es nur, um sich zu paaren, da sie oft sehr intelligent sind weit voneinander entfernt und anders als z. B. Albatrosse kehren sie nicht in ein bestimmtes Landgebiet zurück, um sich zu paaren.)

Ich frage mich, wie machbar das ist. Ziemlich viele Dinge auf der Erde sind biolumineszierend, aber soweit ich weiß, erzeugt keines Wellenlängen jenseits des Infrarotspektrums. Meine Flyer müssen das nicht unbedingt chemisch machen; Strom zu erzeugen und eine Art interne Antenne zu verwenden, um ihr Radar zu erzeugen, wäre auch in Ordnung.

Mir ist klar, dass Radar nicht sehr gut in Wasser eindringt, aber ich denke, das ist kein allzu großes Problem, da sie nur nach Dingen auf oder knapp unter der Oberfläche suchen.

Kurz gesagt: Welche Art von Mechanismus könnten meine Flyer verwenden, um ihr Radar zu erzeugen? Wie konnten sie es empfangen? (Antennen, spezielle Augen?) Auf welche anderen Probleme könnten sie stoßen oder welche anderen Verwendungen könnten sie haben?

Eine dickere Atmosphäre würde die Echoortung unterstützen, nicht behindern ... und jede Reichweite über ein paar Zentimeter wäre nicht "zu kurz".
Es würde helfen, aber wie gesagt, es ist nicht dick genug, um so viel zu helfen. Und wenn sie Hunderte oder Tausende Meter in der Luft sind, würde die Echoortung meiner Meinung nach darauf beschränkt sein, wenn sie sich bereits direkt über der Wasseroberfläche befinden – geringfügig nützlich, aber nicht ganz das, was ich mir vorgestellt hatte. Und definitiv nicht genug für die Kommunikation zwischen Einzelpersonen.
Sie würden dann meinen, dass die Reichweite zu groß ist , als dass Sonar effektiv sein könnte.
Die Wasseroberfläche würde effektiv als Spiegel fungieren. Der einen Meter dahinter liegende Fisch wird von der massiven Rückkehr der Wasseroberfläche nicht mehr zu unterscheiden sein. Es muss einen Grund geben, warum die U-Boot-Abwehr nicht einmal versucht, Radar einzusetzen, selbst wenn große metallische Sumarine sehr viel bessere Radarreflektoren sind als winzige Fische.
@AlexP Wasser absorbiert HF-Energie bei den üblicherweise für Radar verwendeten Frequenzen. Es erzählt, dass ELF-Signale Wasser effektiv durchdringen können, und die Wellenlängen sind zu lang, um als Radar gegen U-Boote eingesetzt zu werden. Aufgrund ihrer Eisenkonstruktion werden stattdessen magnetische Anomaliedetektoren verwendet.
Der Roman „Sundiver“ von Larry Niven hatte eine Kreatur, die einen biologischen Laser für Lidar verwendete.

Antworten (2)

In dieser Antwort zeige ich, wie sich ein Hive Mind entwickeln könnte, indem metallkernige und abgeschirmte Neuronen verwendet werden. In dieser Antwort gehe ich näher darauf ein, zu zeigen, wie sich biologische Funkgeräte entwickeln könnten, indem teilweise abgeschirmte und nicht abgeschirmte Neuronen mit Metallkern verwendet werden.

Wenn wir also einen Organismus mit der Fähigkeit haben, HF-Energie zu erzeugen und zu empfangen – und mit direkten mechanischen statt auf chemischer Diffusion basierenden neuralen Verbindungen – ist es nicht besonders viel Vorstellungskraft für solche Wesen, biologisches Radar zu entwickeln Ähnlich wie sich einige Arten auf der Erde entwickelt haben, um Schall auf ähnliche Weise zu verwenden.

Also ... was würde es brauchen? Es kann bereits HF-Energie erzeugen und empfangen. Um ein Radar herzustellen, wären also drei Dinge erforderlich: eine gerichtete Übertragung, ein Ziel, das die emittierte Energie reflektiert, und die Fähigkeit, die reflektierte Energie zu erkennen und die Entfernung basierend auf der Dauer zwischen den Emissionen zu berechnen und Rezeption.

Um eine gerichtete Übertragung zu haben, wäre ein Organ ähnlich der Melone eines Großen Tümmlers erforderlich, nur für Hochfrequenzenergie. Dies könnte ein mit Metall ausgekleideter Hohlraum sein, der dem Emitter eines Mikrowellenofens ähnelt ... obwohl er sich wahrscheinlich entwickelt hat, um über einen engeren Winkel zu emittieren. Der Organismus würde von diesem Organ – oder mehreren von ihnen, die jeweils auf eine andere Frequenz abgestimmt sind – HF-Energie aussenden und die reflektierte Energie entweder mit einem omnidirektionalen Empfänger oder einem gerichteten Empfänger empfangen, der dasselbe oder ein anderes Organ sein könnte Organ.

Sobald der HF-Impuls ausgesendet, reflektiert und empfangen wird, mit einem schnelleren Gehirn, das metallkernige Neuronen und mechanische neurale Verbindungen zulassen würden, wäre es kaum anders als die Fähigkeit eines Delfins, sein Sonar-Echo zu interpretieren, für dieses Wesen, sein Radar-Echo zu interpretieren.

Da es sich um eine weiterentwickelte Fähigkeit handelt, könnte dieses biologische Radar letztendlich zu Leistungen fähig sein, die selbst das leistungsfähigste künstliche Radar ziemlich primitiv erscheinen lassen würden.

Es bräuchte auch die Fähigkeit, Impulse zu erzeugen . Das ist nicht trivial.
@AlexP Da jede HF-Welle durch einen neuronalen Impuls erzeugt würde, ist es selbstverständlich, dass diese Organismen diese Fähigkeit haben würden. Dies steht im Gegensatz zu einem künstlichen Radarsender, bei dem der Signalgenerator und die Schaltung zum Ein- und Ausschalten des Signalgenerators getrennt sind.
Neuronale Impulse und Radarimpulse sind sehr unterschiedliche Dinge, die zufällig mit demselben Wort bezeichnet werden. Verwertbare Radarimpulse zu erzeugen ist definitiv nicht trivial. (Kümmert sich unter die Decke, wenn er sich an Klystrons, Magnetrons, Wellenleiter und ihre Kohorte schrecklicher Akolythen erinnert.) (Ja, moderne Radarinstallationen verwenden Festkörper-Phased-Arrays, aber das geht weit über alles hinaus, was die Biologie machen kann.)
@AlexP Stimmt ... aber wenn ein neuronaler Impuls erforderlich ist, um eine HF-Welle zu erzeugen, kann die Aufgabe der Erzeugung des HF-Impulses zumindest teilweise im Gehirn des Wesens erledigt werden. Wenn es evolutionär vorteilhaft ist, könnte es sogar einen physischen Verschluss geben.
Den Impuls zu erzeugen ist nicht dasselbe wie die Erzeugung des Impulses zu befehlen . Es muss Maschinen geben, um (sehr) leistungsstarke Hochfrequenz-Funkwellen zu erzeugen, Maschinen, um sie in einen schmalen Strahl zu lenken, Maschinen, um den Strahl in sehr, sehr kurzer Zeit ein- und auszuschalten . Radarimpulse und Biologie leben auf ganz unterschiedlichen Zeitskalen und auf ganz unterschiedlichen Leistungsskalen. Denken Sie daran, dass es darum geht, die Zeit zwischen Aussendung und Empfang des Echos zu messen; diese wird in Mikrosekunden gemessen und muss mit einer Genauigkeit von mindestens zehn Nanosekunden gemessen werden .
@AlexP Ich sehe, wo Sie missverstehen ... Meine Vermutung ist, dass diese Wesen Nerven mit Metallkern mit Lichtgeschwindigkeitsübertragung und eine mechanische Übertragung von Neuron zu Neuron haben, die um Größenordnungen schneller wäre als unser chemisches Diffusionssystem. Diese Wesen wären fast unfassbar schnell ... bei weitem nicht so langsam wie wir.
Ausgezeichnete Beiträge, danke. Die ganze Dimension von Kreaturen mit nicht-chemischen Nervensignalen war etwas, das ich nie wirklich in Betracht gezogen hatte, aber dafür funktioniert es wirklich gut.

Das größte Problem, das sie lösen müssten, ist, sich nicht selbst zu blenden.

Nehmen wir an, sie fliegen 3 km über dem Meeresspiegel, dies ergibt eine Reisezeit zur Wasseroberfläche von 10 Mikrosekunden, was bedeutet, dass sie in der Lage sein sollten, ihren Puls auszusenden, während sie ihren Hörmodus ausschalten und ihn dann in dieser Höhe wieder einschalten von Zeit.

Obwohl dies mit Elektronik machbar ist, könnte es für ein biologisches Wesen ein hartes Brot sein, wo die Pendelzeiten normalerweise in der Größenordnung von Millisekunden liegen. Ganz zu schweigen davon, dass sie, selbst wenn sie es schaffen würden, in 10 Mikrosekunden umzuschalten, immer noch blind für alles sind, was näher als 3 km ist, was oft umso gefährlicher wird, je näher es ist.

Sie gehen von erdtierähnlichen neuronalen Übertragungszeiten und Reaktionsgeschwindigkeiten aus. Dies wird bei einer Spezies, die entwickelt wurde, um HF-Energie zu emittieren und zu empfangen, wahrscheinlich nicht der Fall sein.
Wenn Sie einen Ball so hart werfen, wie Sie können, ist die Zeit zwischen dem Wurfbeginn und dem Loslassen des Balls so kurz, dass Ihr Körper nicht in der Lage wäre, auf den Beginn der Bewegung zu „reagieren“. Aber Ihr Gehirn greift im Grunde genommen in ein Muster ein, die Signale zum Loslassen des Balls sind bereits im Gange, wenn sich Ihr Arm zu bewegen beginnt. Es muss speziell entwickelt werden, was erklärt, warum andere Kreaturen, die Dinge werfen, dabei einen solchen Mangel an Koordination haben.
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