Физиологические изменения, необходимые для увеличения размера насекомого при сохранении механизма прыжка с катапульты и соотношения прыжка/тела?

Я понимаю, что нельзя просто увеличить масштаб мельчайших существ до размеров мегафауны, не нарушая при этом основных физиологических ограничений, таких как закон квадрата-куба, среди прочего; так что же должно произойти, чтобы взять кузнечика и увеличить его до относительного размера медведя гризли (с точки зрения трехмерного пространства) и сохранить его систему прыжков с катапульты?

Единственное, что должно остаться с точки зрения «кузнечикоподобности или сверчковости», — это система прыжков с катапульты и, желательно, устрашающий вид насекомого. Он вовсе не должен выглядеть как наши исходные существа.

  • Повышенное содержание кислорода в воздухе?
  • Более прочный корпус (т.е. более толстый панцирь? Другие материалы? Более широкие суставы/ноги?)
  • Адаптация веса к мощности в стиле птичьей кости? Или это не имеет значения, если в системе катапульты задействованы в основном медленно сокращающиеся мышцы?

Я пытаюсь продумать существо, которое полагается на прыжки и механорецепцию, чтобы охотиться на добычу, и выглядит несколько пугающе.

У вас здесь проблема, она заключается в том, что закон квадрата/куба является не столько «базовым физиологическим ограничением», сколько базовым физическим ограничением, никакие физиологические изменения не дадут вам такого же соотношения «прыжок/тело» .
@Pelinore что это square/cube lawв контексте? Чисто механические вещи линейно масштабируются очень хорошо, вот как вы получаете свои мосты, измеряя только модуль сжатия небольшого стального куба.
@ Адриан нет, они действительно не масштабируются линейно, просто отлично, попробуйте сбросить муравья со 100 футов, теперь попробуйте сбросить идеально масштабируемого, но гигантского 1-тонного муравья с той же высоты, теперь скажите мне, что эти вещи снова отлично масштабируются.
@Pelinore, можете ли вы привести цитаты, подтверждающие эти законы? Или это просто тот факт, что никто еще не наблюдал «гигантского 1-тонного муравья», поэтому мы можем что-то махнуть рукой?
@AdrianColomitchi Это то, что вы должны знать из средней школы, погуглите
@AdrianColomitchi Это довольно простой закон. Площадь поперечного сечения мышцы возводится в квадрат, что пропорционально силе. Вес, который он должен поднять, умножается на куб (объем), потому что реальные вещи не являются чисто двумерными. Таким образом, вы возводите в квадрат свою силу и кубите вес, который вам нужно поднять. Таким образом, когда вы увеличиваете размер, вес естественным образом будет увеличиваться быстрее, чем ваша сила, и снижать все коэффициенты, связанные с силой.
@Shadowzee, спасибо, уместный ответ.
@Пелинор Ты прав. Сбросьте блоху со здания, ее собственная предельная скорость оставит ее невредимой. Бросьте гризли.. хорошо. Но что, если существо эволюционировало, чтобы прыгать довольно низко к земле — как прыжок в длину — и катиться по инерции? По сути, ударить свою жертву, как комета? Несмотря на необходимость генерирования силы, разве это не решит проблемы с замедлением и ударными травмами?
Нет, просто это не сработает, извините, посмотрите краткое изложение закона квадратного куба от @Shadowzee, чем больше он становится, тем больше мышц ему нужно для достижения такого же прыжка (примечание: то же самое расстояние, пропорциональное размеру его тела, больше, чем это) И чем больше у него мышц, тем больше он становится, даже самых экзотических материалов будет недостаточно, чтобы полностью обойти это.
Вы можете играть с окружающей средой (такими вещами, как плотность воздуха, гравитация, вращение планеты для противодействия гравитации и т. д.), но все эти вещи одинаково работают для любого другого животного, поэтому его способность к прыжку не становится чем-то особенным ... нет даже в умеренно «твердой» научной фантастике. нет никакого реального способа обойти это ... кроме ручной волны, добытой из самой мягкой из научно-фантастической руды, просто сказать: «Это волшебство», по сути, ваш единственный вариант.
@Pelinore Nope just won't work, sorryЯ не совсем уверен - это слишком упрощенно. Сила может быть пропорциональна площади мышц, но расстояние/высота прыжка пропорциональны энергии = механической работе мышц. Что как раз оказывается пропорциональным силе -длине конечности - т.е. для выполнения прыжка (разгона до конечной скорости) потребуется больше времени. Так что работайте ~ квадратно- линейно => обратно в кубическое. При одинаковой средней плотности тела результат должен сохранять пропорциональность. Могут быть другие вещи в игре.

Ответы (1)

Я бы пошел с:

  1. композитный экзоскелет - слои высокопрочных на сжатие материалов между слоями эластичных; или высокая эластичность при сжатии и высокое растяжение будут делать то же самое - что-то должно быть эластичным и диффузионным (распределять энергию/напряжение по более высокой области) достаточно, чтобы смягчить толчки при взлете/посадке, сохраняя/преобразовывая столько энергии, сколько возможно (например, приземление восстанавливает часть энергии, необходимой для следующего прыжка).
    Два практических инженерных ролика на YouTube, посвященных композитам для упрочнения и эластичности: усиление стекловолокном и композиты сердцевины.

  2. эластичные и прочные «сухожилия», которые позволяют накапливать механическую энергию для использования в прыжке и, возможно, восполнять ее в течение более длительного времени. То есть было бы проще, если бы существо не продолжало прыгать в стиле кенгуру, а тратило время на подготовку к прыжку (как это делают кузнечики).

Физиологические изменения, необходимые для увеличения размера насекомого при сохранении механизма прыжка с катапульты и соотношения прыжка/тела?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v