Биологическая система охлаждения для массивных организмов

Чем крупнее животное, тем труднее его охладить. Игнорируя проблему прочности костей/мышечной массы в зависимости от размера/веса и говоря, что животное может достигать диковинных размеров, поможет ли ему вторая сердечно-сосудистая система, специально предназначенная для терморегуляции, регулировать внутреннюю температуру тела? О какой жидкости может идти речь, если предположить, что этот гипотетический организм принадлежит к терранской биохимии?

Что не так с обычной системой кровообращения? Что может сделать вторая система циркуляции жидкости, чего не может сделать обычная система циркуляции? (Это важный вопрос; вы должны найти убедительный ответ, иначе вы не сможете оправдать эволюционное давление.)
Я не понимаю этот вопрос. Проблема закона квадрата-куба является основной причиной того, что большие животные невозможны. Если вы игнорируете закон, вам не нужна отдельная кровеносная система... тепло не будет накапливаться. Что я не понимаю?
@SRM Предполагая, что я нашел способ обойти закон квадрата-куба с точки зрения отношения прочности кости к весу / размеру. Проблема с перегревом! Я отредактирую вопрос, чтобы прояснить это.

Ответы (3)

Проверка реальностью и НЕ ПРОЙДАЕТ , и ПРОХОДИТ тест...

Жизнь, какой мы ее знаем : придерживаясь жизни, какой мы ее знаем на Земле, вероятность развития параллельной сердечно-сосудистой системы крайне маловероятна. Этого еще не произошло, но это не помешает нам рассмотреть другие возможности.

Но в других мирах могут быть выбраны другие эволюционные пути. Так случилось, что у нас, землян, уже есть две системы кровообращения. Один циркулирует кровь. Другой циркулирует лимфа. Однако это не закрытая система, но это намекает на то, что другие параллельные системы могут развиваться где-то еще.

Закрытая система Deluxe : такая система действительно может помочь с терморегуляцией. Вместо того, чтобы отводить лимфу к ядру, эта система будет отводить тепло от ядра наружу. Орган, возможно, что-то вроде «легких», с большой площадью поверхности, будет передавать тепло от CV к системе HE. Этот последний будет просто циркулировать высокотемпературной жидкостью (возможно, водой или гликолем) к каким-то придаткам радиатора. Это могут быть плавники, оборки, крылья или листья. Тонкая кожа таких придатков облегчит передачу тепла в окружающую среду.

Эту систему можно использовать и в обратном порядке. Если животному становится слишком холодно внутри, оно может сначала уменьшить вторичную частоту сердечных сокращений, а затем усилиться за счет уменьшения площади поверхности своих листьев или оборок, возможно, путем их скручивания или складывания в какой-либо мешок. Он также мог искать относительно теплое окружение и, направив свои паруса и оборки в тепло, просто перекачивал теплую жидкость обратно в ядро.

Описанная выше система отвода тепла полностью закрыта. Это не позволяет хищникам, переносчикам болезней, мусору и всякой дряни получить доступ к внутренностям животного. Это также позволяет более тонко и быстро реагировать на условия тела и окружающей среды.

Не такая уж открытая система Deluxe : как напоминает нам AlexP, жизнь, какой мы ее знаем, дает другие источники вдохновения. Некоторые животные не возражают, если внутрь попадет немного грязи, поэтому мы также находим вдохновение в водной сосудистой системе иглокожих. В этой системе вода всасывается через отверстие и перекачивается через сосуды по всему телу в качестве средства передвижения. WVS многофункциональна у морских существ, гораздо больше похожа на нашу систему кровообращения. Такая система, параллельная системе CV, могла развиться у большого теплокровного существа для терморегуляции.

Вода из окружающего моря будет захватываться через отверстие и прокачиваться через сосуды системы терморегуляции, возможно, за счет перистальтического действия. Эта более холодная вода будет проходить к более теплому ядру, где она нагревается. Как только вода становится достаточно теплой, она снова выбрасывается через то же отверстие, и процесс можно повторять по мере необходимости.

Описанная выше система отвода тепла является открытой системой. Несмотря на наличие средств защиты (например, фильтры из уса или волос), некоторый мусор и целый ряд микроорганизмов все же могут проникнуть внутрь. Мелкие камни или мусор могут закупорить сосуды, а микробы окажутся в непосредственной близости от жизненно важных органов. Более серьезная проблема заключается в том, что животному почти наверняка будет запрещено обитать в теплых водах: если оно может принимать только теплую воду, оно в конечном итоге будет страдать от гипертермии, будучи неспособным в достаточной степени регулировать внутреннюю температуру.

Биологический тепловой насос в любом случае.

«Вероятность параллельной сердечно-сосудистой системы»: посмотрите на водную сосудистую систему иглокожих, которая питает их трубчатые ноги . (И у людей есть лимфатическая система , в которой жидкость перекачивается сокращениями мускулатуры.)
@AlexP - я обратил внимание на лимфатическую систему. Однако спасибо за то, что обратили внимание на WVS, это тоже может сработать.

Я не понимаю, зачем нужна отдельная система охлаждения или что она будет развиваться.

У животных уже есть кровь, перекачиваемая по их системе, и они уже используют ее для охлаждения за счет дыхания (например, собаки), воздушного охлаждения (например, уши слона) или испарения (например, потение человека).

Все, что потребуется, — это провести сосудистую систему через системы охлаждения (через любой механизм), а затем через тело. Потенциально для очень крупных существ у вас будет особое устройство, при котором кровь идет на поверхность для охлаждения, затем проходит через тело, затем возвращается на поверхность и т. д.

Вы также можете иметь несколько сердец, несколько радиаторов и т. д., чтобы, например, каждая часть существа использовала одну систему крови, а затем связывала эти системы для выравнивания давления. Но все это будет просто эволюционировать из тех же самых систем, которые использует жизнь прямо сейчас.

Воздух.

Предположим, что это наземное животное. Тепло должно отводиться в воздух. Методы для этого включают увеличение площади поверхности и использование дыхательной системы для перемещения мертвого пространства вперед и назад (задыхаясь).

По-настоящему массивное существо могло бы проветривать свое внутреннее пространство, создавая систему, посредством которой воздух проходит через тело и выходит наружу. Это может быть вторая дыхательная система, которая не занимается газообменом, или, может быть, адаптация пищеварительной системы, использующая существующие механизмы для всасывания воздуха.

Результатом будет ветер через тело существа. Влажное существо вроде нас, вероятно, также насыщало бы этот воздух испаряющейся водой, теряя температуру из-за фазового перехода, как мы это делаем, когда потеем.


Ацетон.

Другой возможный хладагент - ацетон. Ацетон вырабатывается биологическими процессами, в том числе нашим собственным телом — кетогенная диета названа в честь кетонового ацетона, который наш организм вырабатывает при этой диете. У ацетона низкое давление паров. Палец, смоченный ацетоном, будет казаться холодным, поскольку ацетон испаряется, а фазовый переход уносит тепло. Ацетоновый пот был бы грозной охлаждающей жидкостью. Проблема заключается в том, что для производства ацетона требуется углерод, а затем он теряется, поэтому использование ацетона для охлаждения будет более затратным с точки зрения метаболизма, чем использование воды.

Кроме того, существо, выделяющее ацетон, будет легко воспламеняться, но, вероятно, быстро погаснет.