Некоторое время назад я задал этот вопрос о правдоподобии гигантских плавающих китов и получил отличный и высоко оцененный ответ от Дубакая, демонстрирующий, что, учитывая предположения Дубакая, эта идея неосуществима. Однако совсем недавно я обнаружил в ответе какое-то ошибочное предположение и написал свой собственный ответ , демонстрирующий, что, если мы предположили более разумную толщину кожи газового мешка, чем у Дубукая, идея стала гораздо более правдоподобной. В своем ответе я подсчитал, что существу массой 500 кг (не считая массы водорода) для своего газового мешка нужно чуть более 400 кг. Это оставляет нам 100 кг на все остальное.
Теперь этому летающему газовому мешку придется делать больше, чем просто парить, чтобы выжить. Чтобы найти пищу, ему, вероятно, придется каким-то образом передвигаться по воздуху. Дирижабли обычно используют для этого пропеллеры, но пропеллеры вряд ли подойдут для биологического существа по целому ряду причин. Водные существа обычно используют какие-то ласты для передвижения по воде, но из-за низкой плотности воздуха ласты, вероятно, должны быть непрактично большими. Итак, вопрос в том, какая двигательная установка будет лучшей для этого типа летающего существа?
Точно так же, как наутилус плавает в воде: реактивное движение. Наутилусы передвигаются с помощью гипонома , который расширяется, чтобы втянуть воду с боков наутилуса, и сжимается, чтобы вытолкнуть струю воды.
Био-дирижабли могут величественно свистеть над землей, используя то, что по сути является органическими мехами , как наутилус. Всякий раз, когда он хочет двигаться, он расширяет мочевой пузырь, чтобы втягивать воздух из широких отверстий по бокам своего тела, а затем сжимает мочевой пузырь, чтобы вытолкнуть воздух через гораздо меньшее отверстие, чтобы двигаться.
Предположительно, у них уже есть различные клапаны и сфинктеры, а что-то еще для поддержания их основного газового мешка, поэтому добавить один меньший газовый мешок для передвижения не составит труда.
Один из альтернативных методов движения, который можно было бы рассмотреть, таков: по сути, вообще не иметь...
Рассмотрим симбиотическую систему, в которой ваши «био-дирижабли» больше похожи на «гигантские парящие теплицы» — основное существо питается легкими водорослями/лишайниками вторичных форм жизни, которые основное существо эффективно культивирует как средство сбора солнечной энергии путем направления дождевой воды к ним.
Дополнительный вклад может поступать от птиц, которые гнездятся в/на биодирижабле, откладывая остатки пищи, которую они собирают в другом месте, которая, в свою очередь, питает вторичную биомассу.
Выживание биодирижабля больше не связано с его способностью перемещаться к еде, поскольку его источник пищи естественным образом растет или приходит к нему, и он может свободно дрейфовать по ветру, регулируя свои подъемные камеры для поддержания комфортной высоты.
Хорошо, это тоже будет связано с полетом, но...
У вашего существа будет какой-то способ контролировать свою плавучесть. Предположительно, мышцы, которые слегка меняют форму, изменяя тем самым количество вытесняемого воздуха, тем самым меняя плавучесть. Так что используйте эту способность в своих интересах.
У существа вырастают маленькие крылья или ласты. Недостаточно, чтобы поднять существо, но достаточно, чтобы создать некоторую подъемную силу. Теперь существо может управлять своим полетом, меняя высоту на скорость.
Ваше существо перемещается:
По сути, ваше существо копирует передвижение хищных птиц, только вместо термиков для набора высоты оно использует плавучесть. Подъемная сила крыльев будет иметь как горизонтальную, так и вертикальную составляющую, поэтому часть энергии будет преобразована в увеличение продолжительности погружения, а часть пойдет на перемещение вашего существа к цели.
Таким образом, ваши небесные киты грациозно парят вверх, прежде чем внезапно нырнуть в любом направлении, в котором они хотят двигаться.
Учтите, что ваш газовый мешок наполнен водородом. Для него было бы вполне возможно взять часть своего избыточного водорода и позволить ему уйти в выбранном им направлении. Затем он мог генерировать искру и двигаться из-за взрыва (конечно, клапан должен быть прочнее окружающей кожи).
Я не думаю, что это практичное решение, но не упомянуть об этом кажется небрежным.
Не знаю, почему вы считаете ласты непрактичными. Меньшая плотность воздуха означает, что тяга в плавнике будет меньше, чем в воде, но и сопротивление будет меньше. Кроме того, вы не сказали, как быстро существо должно двигаться. Почти любой плавник обеспечит некотороетяги, так что вопрос только в том, какую максимальную тягу можно реально получить? И это зависит от того, сколько массы вы можете выделить мышцам, общей формы существа и шероховатости его поверхности (для расчета сопротивления трения). Если существо не пытается конкурировать с хищными птицами в скоростном отделе, то лобовая площадь и поверхностное трение, вероятно, не важны, и можно было бы обойтись большим, тонким, лениво машущим хвостовым плавником, большей частью состоящим из хитина. шипы и тонкую, но прочную мембрану. Вы, вероятно, могли бы обойтись и средним или маленьким плавником, но с компромиссом производительности.
Если существо движется медленно, то лучше всего подойдет сферическое. Если ему нужно двигаться быстро, лучше сделать его длинным и тонким (или хотя бы цилиндрическим), но это снижает эффективность подъема. Кроме того, вы, вероятно, не сможете нарастить на него достаточно мышц и метаболизма, чтобы заставить его «плавать» быстро. Наверное, придется смириться с очень медленным китом. Вероятно, он не сможет преодолеть большинство ветров на высоте, в зависимости от его обычной высоты. Таким образом, в лучшем случае он может маневрировать в воздушных потоках, но мало что может сказать о том, куда он на самом деле движется.
Я думаю, что большая проблема заключается в следующем: что он ест ? Конечно, он не может поймать летающих существ, если у него нет умной приманки. Конечно, плавучий газовый мешок просто недостаточно прочен, чтобы выдержать когти и клювы. Мне нравится идея плавающей теплицы. Это существо, возможно, может делать то, чего не могут наземные растения: перемещаться над верхушками деревьев/слоем облаков, чтобы получить беспрепятственный солнечный свет. Это должно быть основной причиной его воздушной природы. Он может получать углерод и кислород из СО2 в воздухе и, возможно, «пить» облака, чтобы получать водород/воду. Но ему все еще нужно фиксировать азот и получать необходимые микроэлементы, такие как фосфор, сера, железо и другие минералы. Для этого он может быть либо травоядным и питаться верхушками деревьев, чтобы получить эти витамины, либо мусорщиком.
Представьте, что у вас есть длинные щупальца, которые могут опускаться на десятки метров вниз, подгребая рыхлую почву с земли. Близость к земле сделает его уязвимым для наземных хищников и хищных птиц, поэтому ему потребуется какая-то защита от них. Но он будет проводить большую часть своего времени так высоко, как только может, потому что для большинства птиц это слишком затратно для метаболизма, чтобы летать очень высоко в небе. Как только он зачерпывает грязь, он поднимается вверх и позволяет симбиотическим микоризным сетям в «ковшах» щупалец выполнять тяжелую работу по извлечению микроэлементов из грязи. По сути, щупальца функционально эквивалентны корням деревьев. Как только симбионты перестают отдавать питательные вещества, небесный кит сбрасывает грязь и захватывает еще немного. Горы — более безопасное место для сбора грязи из-за меньшего количества хищников. и меньшее изменение высоты, но также имеют более низкое содержание питательных веществ, потому что меньше видов растений/животных/бактерий проникает в почву. Таким образом, их уборка мусора будет зависеть от их текущих потребностей и связанных с этим рисков.
Чтобы защититься от ударов молнии, небесные киты могли образовывать металлическую паутину на своей коже, как корпус авиалайнера. Предлагая проводящий путь с низким сопротивлением для молнии, они должны быть в состоянии избежать наихудших последствий удара. Железо может быть слишком тяжелым для использования в качестве проводника, поэтому, возможно, они могли бы создать углеродные нанотрубки или графен в качестве клетки Фарадея, которую можно сконструировать из чистого углерода. Что было бы особенно интересно, так это создать суперконденсатор из графена и заставить их хранить часть зарядов, протекающих через их кожу, для использования в обороне. Конечно, это можно было использовать и в наступательных целях. Представьте себе область на их верхней поверхности, которая испускает феромоны хищников (любые органические летучие вещества, которые могут привлечь птиц, например, даже гем крови). Птица взлетает и заходит на посадку, ожидая легкого удовольствия от газового мешка. Но когда она приземляется, суперконденсатор, заряженный от полета через нимбовое облако, разряжается и убивает ничего не подозревающую птицу электрическим током, как только она касается кожи. Затем открывается «пасть» и заглатывает жертву в пищеварительную систему. Конечно, плотоядному небесному киту не нужно было бы есть грязь, поскольку птицы, по-видимому, могли бы обеспечить его всеми микроэлементами. Однако он может быть не в состоянии съесть достаточно птиц, чтобы удовлетворить все свои метаболические потребности, поэтому симбиотический/внутренний фотосинтез все равно будет ценным. Не нужно есть грязь, так как птицы, по-видимому, смогут предоставить все микроэлементы. Однако он может быть не в состоянии съесть достаточно птиц, чтобы удовлетворить все свои метаболические потребности, поэтому симбиотический/внутренний фотосинтез все равно будет ценным. Не нужно есть грязь, так как птицы, по-видимому, смогут предоставить все микроэлементы. Однако он может быть не в состоянии съесть достаточно птиц, чтобы удовлетворить все свои метаболические потребности, поэтому симбиотический/внутренний фотосинтез все равно будет ценным.
Я думаю, что самая сложная проблема — это лифт. Рыба может легко изменить свою плавучесть, потому что газ имеет гораздо меньшую плотность, чем вода. Таким образом, плавательный пузырь относительно эффективен с точки зрения пространства. Плавательный пузырь пропорционального размера в вашем небесном ките не даст большого изменения высоты. Так что вам, вероятно, придется сжать весь газовый мешок, чтобы спуститься, что, вероятно, будет стоить много энергии. Объем работы, необходимый для спуска до земли с использованием только объемного сжатия (в отличие от выпуска газа), в основном такой же, как у туриста, поднимающегося с земли на максимальную высоту (высота, на которой газовый мешок полностью надут). ). Только весит альпинист полтонны. Более проблематичным, чем работа (которую можно выполнять медленно в течение длительного времени), является сила, необходимая для сжатия газового мешка, потому что это накладывает жесткие нижние ограничения на количество необходимой мышечной массы. Чем выше максимальная высота, тем больше силы требуется, чтобы прижать его к земле. Подняться выше 1000 м может быть невозможно.
В качестве альтернативы он может просто сбрасывать водород, чтобы быстро спуститься, и пополнять его, когда он достигает земли или нижнего слоя облаков. На поверхности ему, вероятно, потребуется зависнуть над приличным источником воды, чтобы получить достаточное количество водорода для подъема. В противном случае ему нужно было бы удалять водяной пар из облаков. А отделение водорода от кислорода, алканов или углеводов требует больших энергетических затрат (хотя я думаю, что наиболее затратно для кислорода и наименее для алканов... метан, вероятно, является самым простым источником H), поэтому он не мог сделать это быстро или легко. На то, чтобы пополнить газовый мешок, могут уйти дни или недели. Если он в значительной степени зависит от фотосинтеза, то погружение под облачный слой может оказаться фатальным и, возможно, надолго задержать его у земли.
В любом случае, есть над чем подумать. Веселиться!
Почему нет? Посмотрите на Google Loon . Их воздушные шары перемещаются исключительно за счет движения вверх и вниз в атмосфере, ловя ветры на разных высотах. Это чрезвычайно энергоэффективно, и я предполагаю, что ваши гипотетические существа будут очень озабочены сохранением энергии.
По понятным причинам крылья — лучшая двигательная система для животных.
Однако, поскольку это кажется невозможным из-за анатомии этого кита, и поскольку мы уже исключили ласты, я могу думать о двух возможных способах передвижения:
Реактивное движение: такое, которое кальмары используют под водой, быстро выбрасывая воду из клапана, что позволяет им развивать большие скорости. Однако из-за низкой плотности воздуха реактивное движение, вероятно, будет очень слабым с точки зрения ускорения, если только не будет применено нереалистичное давление. Если вы думаете о более медленном типе животных, это была бы идея.
Движения нет вообще! Некоторые животные просто дрейфуют, например, медузы. Конечно, в воздухе это не совсем вариант, так как еды, вероятно, будет мало, что лишит вас роскоши бесцельно дрейфовать в ожидании еды, которая попадет вам в рот.
В заключение, лучшим вариантом будет комбинация обоих предложений, то есть воздушные киты, которые в основном перемещаются по ветровым течениям, позволяя себе дрейфовать вдоль течений, с возможностью (слегка) управляться с помощью реактивного движения. Таким образом, не потребуется огромного давления струи, что останется в области правдоподобия.
Я думаю, что у такого животного было бы больше шансов, если бы оно в основном полагалось на:
«Кит» несколько плоский и имеет «передний баллон», который можно как-то сжать (мышечная ткань или что-то еще).
Сокращение его приведет к потере плавучести, и он сначала начнет опускаться носом , что, в свою очередь, заставит его двигаться вперед из-за его удлиненной / сплющенной формы. При полном расслаблении произойдет обратное (поднимите нос вперед), что снова приведет к движению вперед.
Наличие двух передних аэростатов позволяет в определенной степени управлять.
Обратите внимание, что этого «дельфиноподобного» движения будет недостаточно, чтобы преодолеть толчок ветра на таком большом существе (то же самое верно и для всех других предложенных механизмов).
Газ в сумке можно нагреть, направив кровь тела через более крупную внешнюю циркуляционную систему, проходящую через ткань сумки, или охладить, удерживая кровь внутри тела. Это обеспечит движение вверх и вниз. это позволило бы существу найти горизонтально движущиеся воздушные массы, чтобы остаться в них, а также получить некоторую горизонтальную свободу. Вместе с более традиционными средствами навигации в воздухе, такими как плавники, переключение между внутренней и внешней системой кровообращения позволило бы ему передвигаться, но было бы этого достаточно, чтобы выжить, я не знаю.
В вопросе говорится, что плавники будут слишком большими, чтобы быть практичными. Однако настоящие летающие животные имеют приспособленные к воздуху плавники, и мы называем их крыльями. Для такого крупного животного крылья будут большими, но не такими большими, как у животного тяжелее воздуха или самолета, поскольку им не нужна подъемная сила, а только движение.
джин
Доу
Сорвал
Уилф
буквирм