Wie groß könnten Dinosaurier mit Superkraft und Ausdauer werden?

Auf dieser Parallelerde erhielten alle Wirbeltiere in der mittleren Trias die Fähigkeit, superstarke Materialien aus leicht verfügbaren Mineralien/Nährstoffen effizient herzustellen.

Die Besonderheiten dieser zusammengesetzten organischen Metamaterialien sind nicht besonders wichtig, nur das:

  • Die Metamaterialien haben eine mit Knochen vergleichbare Dichte, aber eine über 60-fache Druckfestigkeit selbst des stärksten Knochens und eine weitaus höhere Zug- und Scherfestigkeit. Dies macht diese Materialien auch bei weitem stärker als alles, was Menschen derzeit in großen Mengen synthetisieren können.
  • Die Metamaterialien können bis zu hart wie Diamant sein.

Nehmen wir auch an, dass die Kreaturen, als sie diese Fähigkeit erhielten, sehr schnell die Fähigkeit entwickelten, diese Verbundmaterialien auf so viele verschiedene Arten herzustellen, wie sie Knochen und Keratin produzieren können (um sicherzustellen, dass sie das Potenzial dieser Materialien tatsächlich voll ausschöpfen).

Wenn es um den Superkraftaspekt dieser Frage geht, nehmen Sie an, dass die Autotrophen an der Basis der Nahrungskette auch in der mittleren Trias damit begannen, über eine Größenordnung mehr Kalorienenergie zu produzieren. Darüber hinaus haben diese Autotrophen und die Tiere, die sie fressen, neue chemische Energiespeicher entwickelt, die genauso funktionieren können wie Fette und Kohlenhydrate, aber eine Energiedichte auf Augenhöhe mit Erdgas haben.

Angesichts der Tatsache, dass viele Dinosaurier in der Evolutionsgeschichte ungefähr die maximale Größe erreicht zu haben scheinen, die ihre Biologie zulässt, scheint dies ein Bereich zu sein, in dem man in der Lage sein sollte, recht anständige Vorhersagen über die spekulative Evolution zu treffen.

Als Ausgangspunkt für diese spekulative Evolutionsfrage wird die mittlere Trias gewählt, da bereits Dinosaurier weit verbreitet waren.

Wie groß und furchterregend würden Dinosaurier mit diesen Vorteilen werden?

Bei den Antworten sollte berücksichtigt werden, dass sich diese Kreaturen, abgesehen von den oben genannten spezifischen Merkmalen, immer noch aus echten Dinosauriern entwickeln. Mit ihrer anfänglichen Biologie, die sich nur auf die oben genannten Arten unterscheidet.

Antworten (2)

Unter Verwendung des grundlegenden Quadrat/Würfel-Gesetzes könnte ein Dinosaurier mit der 60-fachen Knochenstärke 60 ^ 1/3 mal so groß werden (vorausgesetzt, die Muskelkraft ist ähnlich erhöht). Die Kubikwurzel von 60 ist ungefähr 3,9, also könnten sie etwas weniger als viermal so lang/groß werden und sich immer noch genauso gut bewegen wie der ursprüngliche Dinosaurier im "realen" Maßstab.

Wenn Sie nicht etwa das Vierfache des verfügbaren Sauerstoffs in der Luft haben, hält Ihr 4-facher Dinosaurier natürlich nicht lange, bevor er erstickt. Es wiegt 60-mal so viel, hat aber nur etwa 15-mal so viel Lungenfläche, um Sauerstoff aufzunehmen.

Ich meine, wenn auf den Dinosaurier ein selektiver Druck ausgeübt wird, wie auf Vögel, gibt es keinen Grund, warum sie sich nicht einfach anpassen würden: effizientere Lungen haben: schneller atmen, mehr rote Blutkörperchen haben usw.
@VakusDrake Vögel mit Superchargern sind die seltenen Arten, die wirklich hoch fliegen. Ein höherer Hämatokritwert wird keine Einschränkungen dafür beheben, wie schnell Sauerstoff aus der Luft in die Lunge eindiffundieren oder CO2 austreten kann. Diese Einschränkung gilt auch für schnelleres Atmen (ganz zu schweigen von der Luftgeschwindigkeit in einer mehrere Meter langen Luftröhre). Eine „effizientere“ Lunge hätte mehr Fläche pro Volumen – aber die kleineren Alveolen wären schwieriger/langsamer zu belüften; die Größe, die wir haben, ist ungefähr so ​​​​gut wie sie bekommen können.
Ich bin kein Experte für Lungenbiologie, aber ich glaube nicht, dass eine Erstickung sicher ist. Anstatt einfach alles in der Lunge gleichmäßig zu vergrößern, könnten Sie eine Lungenhöhle haben, die vergrößert ist, aber mit Alveolen gefüllt ist, die im gleichen Maßstab wie das Original sind. Diese würden das größere Volumen füllen, während sie eine größere Oberfläche als vergrößerte Alveolen hätten, was möglicherweise genügend Oberfläche für den Gasaustausch ermöglichen würde. Diese Dinosaurier können im Makromaßstab viel größer werden, aber die Mikroanatomie muss es nicht.
Das Verhältnis von Fläche zu Volumen wird durch die Alveolengröße bestimmt; Halten Sie sie gleich, erhalten Sie das gleiche Verhältnis wie in der realen Welt.
Außerdem hast du jetzt einen T. Rex von 80 Fuß Höhe. Nicht groß genug?!
@ZeissIkon "Vögel mit Superchargern sind die seltenen Arten, die wirklich hoch fliegen." Mein Punkt ist, dass es einen Selektionsdruck für Dinosaurier geben könnte, effizientere Lungen zu bekommen, genau wie es Selektionsdruck für Vögel gab, die in großen Höhen flogen.
So funktioniert Quadrat/Würfel-Mathematik nicht wirklich – das Defizit ist linear (dh eine Erhöhung der Größe um einen Faktor n erhöht die Querschnittsfläche – und damit die Druckfestigkeit – um einen Faktor n^2, erhöht aber das Volumen – und also Masse -- um den Faktor n^3, was bedeutet, dass das Verhältnis von Masse/Stärke um den Faktor n steigt). Bei 60-facher Materialstärke könnte die Struktur bei gleichen Belastungsniveaus 60-mal so groß sein. Der Sauerstoffpunkt steht jedoch noch immer – der viertel Meile große T. Rex wird die 3600-fache Lungenoberfläche haben, aber ein Viertelmillion Mal den Sauerstoffbedarf.
@CraigMeier Wenn es einen Selektionsdruck für größere und effizientere Lungen gibt (weil der Dinosaurier dadurch größer werden kann), scheint es, als würden sich die Lungen entwickeln, um nicht nur vergrößerte Versionen der normalen Lungen der Dinosaurier zu sein. Ob also Sauerstoff der größte Engpass bleibt, hängt davon ab, wie viel größer und effizienter die Lungen werden können. Angesichts der Tatsache, dass große Dinosaurier wie Sauropoden bereits große Luftsäcke in ihrem Körper hatten, scheint es, als könnten sie die Größe ihrer Lungen ziemlich dramatisch erhöhen, wenn sie dafür ausgewählt würden.

Knochenstärke und Nahrung waren kein limitierender Faktor für die Dinosauriergröße. Die meisten limitierenden Faktoren sind:

  • Atem - es geht nicht um Liter Sauerstoff pro Sekunde, sondern um den Unterschied im Partialdruck von O2 und CO2 (keine absoluten Werte, aber Differenz!). Große Dinosaurier haben lange Blutgefäße und eine lange Zeit, bis Gase durch den Körper strömen. Jede Zelle, die dieser Fluss passiert, reduziert O2 und erhöht CO2. Dies bedeutet, dass ein größerer Körper zu Beginn einen größeren Unterschied zwischen O2 und CO2 benötigt, damit alle Körperzellen atmen können. Oder hohe Durchblutung und damit höherer Stoffwechsel, was aber zur nächsten Einschränkung führt. Dieser eine Begrenzungsfaktor ist genau der Grund, warum alle derzeitigen Landtiere ihre jetzige Größe haben und wir keine Megafauna mehr haben.
  • Thermische Regulation - lebendes Gewebe ist meist nur Wasser. Und Wasser hat eine gewisse thermische Leitfähigkeit. Dies bedeutet, dass die inneren Körperteile des Dinosauriers nicht tiefer als eine Schwelle von der Oberfläche des Dinosauriers sein können, oder sie kochen einfach lebendig. Diese Schwelle hängt vom Stoffwechsel und einigen Thermoregulationsmechanismen ab (wenn wir Elefantenohren herausschneiden würden - sie würden an Überhitzung sterben), kann aber bei luftgekühlten (dh allen landbasierten) Tieren mit Stoffwechsel nicht tiefer als etwa 2-3 Meter sein Jagen und Jagen zulassen (das führt uns zur nächsten Einschränkung).
  • Bewegungsgeschwindigkeit - Wenn wir die Größe erhöhen, nimmt die Masse als Würfel zu, aber die Stärke der Knochen und Muskeln nimmt als Quadrat zu. Das bedeutet, dass der Dinosaurier „relativ schwächer“ und langsamer wird – er hat weniger Kraft für mehr Masse. Wenn wir die Muscheln überproportional erhöhen, wird der Atem dieser Muscheln ein Problem (längerer Weg für Gase!) und auch die Thermoregulation (mehr Leistung - mehr Wärme). Warum kann ein Gepard (eine Katze von großer Hundegröße!) nicht lange 120 km/h laufen? Genau aus diesem Grund: Sein Blutkreislauf kann seinen Muscheln nicht genug Sauerstoff liefern und läuft auf die inneren Energiereserven seiner Muskeln. Extrem große Dinos hätten tausendmal mehr Masse als Geparden, und für sie wären sogar 10 km/h eine unerreichbare Geschwindigkeit (wie es für einige der größten Dinosaurier war, die wir kennen).

All diese Einschränkungen führen zu einigen ungewöhnlichen Verhaltensweisen von Dinos. Große waren extrem langsam: sowohl Greifvögel als auch Beutetiere. Die Jagd auf Megabests war wie ein Pflastersteinrennen (es ist natürlich eine Übertreibung. T-Rex konnte Menschen nur schwer fangen, aber im Vergleich zu seiner Größe würde es wie eine A380-Landung aussehen).

Was würden Dinos also mit dieser Art von Metamaterial tun - sie würden nicht viel größer werden (nur Prozent), sondern schärfere und tödlichere Zähne entwickeln (Pflanzenfresser könnten Baumstämme fressen!) Und Krallen und stark kugelsicher (kanonensicher). Körperschutz.

Wie groß könnten Dinosaurier mit Superkraft und Ausdauer werden?
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