Как быстро гоминид мог эволюционировать, чтобы бегать?

Этот вопрос связан со средневековым миром из моего более раннего вопроса , в котором несколько типов разумных гоминидов развивались изолированно, пока они не были вновь открыты, завоеваны и выведены в биологическую кастовую систему доминирующим видом.

ЗАДНИЙ ПЛАН

Чтобы пойти со своими сельскохозяйственными рабочими , я хотел бы воина-гоминида, который может бегать невероятно быстро. В идеале они могли бы оказаться в военной роли, сравнимой с легкой кавалерией; быстро перемещаясь по полю боя, вступая в перестрелку там, где это необходимо, а затем отрываясь. (Редактировать: они будут отдавать предпочтение скорости, а не выносливости, но при этом смогут бегать и сражаться достаточно долго, чтобы быть полезными, прежде чем их пометят.)

Но сначала есть некоторые очевидные проблемы с этим, которые нужно решить, поэтому, в отличие от прошлого раза, я посвящаю весь этот вопрос только вопросу скорости. Во-первых, прямохождение и бег быстрее, чем у человека, не являются общей эволюционной стратегией, поэтому мне нужно обосновать это. Во-вторых, они также должны быть жизнеспособными в качестве солдат ближнего боя, поэтому я бы хотел, чтобы они были высокими и сильными. В зависимости от телосложения это может не способствовать скорости.

Я плохо разбираюсь в механике, но полагаю, что одним из решений может быть их падение на четвереньки во время бега. Если это так, то это было бы работоспособным, но несовершенным решением, потому что оно создает всевозможные проблемы с удержанием оружия, особенно большого, такого как копья. К счастью, я могу вспомнить двух больших, быстрых и стопроцентно двуногих бегунов из животного мира: страуса и кенгуру. Но я не уверен, какие уроки можно применить к узнаваемому гоминидному телосложению.

ВОПРОС

  • Как быстро мог эволюционировать разумный гоминид размером с человека или выше, чтобы бегать? Чем его физиология будет отличаться от нашей? В качестве бонуса: при каких обстоятельствах такое существо может эволюционировать? Смогут ли они стать достаточно быстрыми, чтобы составить реальную конкуренцию в мире с кавалерией, или мне придется убрать из мира быстро движущихся скакунов, таких как лошади, чтобы сделать их более эффективными?
Вообще говоря, есть два типа скорости, которые вы, возможно, захотите развить; спринт и выносливость. У обоих есть свое применение, и оба в основном несовместимы друг с другом, поскольку они используют мышцы по-разному. Не могли бы вы уточнить, о чем вы думали, о скорости на короткие дистанции или о способности бегать на длинные дистанции? Это поможет с физиологией.
@TimB: Это отличный вопрос. Где дело доходит до выбора, спринт. Предостережение в том, что они должны иметь достаточную выносливость, чтобы быть полезными в войне. (Хотя это не так много значит, как люди-солдаты — и необходимость чередовать группы бегунов и охранять уставших, пока они отдыхают, может даже стать интересным аспектом стратегии.)
Подумайте о Patas Monkeys ~ 35 миль в час, а также о Gibbons. Гиббоны достигают аналогичной скорости через деревья, раскачиваясь. Вполне возможно, что для ведения боевых действий на закрытой местности эти парни с необычной для передвижения подвижностью были бы идеальным кандидатом.

Ответы (4)

Вы когда-нибудь задумывались, в чем разница между красным мясом и белым мясом?

Животные, такие как коровы и овцы, являются стадными животными. Их стратегия выживания при нападениях хищников состоит в том, чтобы убежать от них. Не бежать быстрее, просто бежать дольше хищника. Это означает, что их мышцы могут дольше насыщаться гемоглобином; они не могут наполнить мышцы кровью так же быстро, как хищники из засады, поэтому им приходится набирать максимальную скорость, но и кровь не покидает мышцы быстро, поэтому они могут поддерживать эту скорость дольше.

С другой стороны, хищникам и некоторым другим животным не нужна выносливость, им нужна способность спринта с места. У этих животных есть мышцы, которые предназначены для очень быстрого заполнения кислородом крови, быстро обеспечивая огромное количество энергии, но они истощаются так же быстро, что означает, что скорость не может поддерживаться. Очень похоже на то, что «свет, который горит в два раза ярче, длится вдвое меньше».

Так; спринтеры более склонны к хищничеству по своей природе, так что это начало. Первое, что потребуется для их адаптации, — это более длинные ноги.

Более длинные ноги означают более крупные мышцы, но также и более крупные «рычаги» в форме костей. Это означает, что при каждом сокращении мышц (особенно квадрицепсов и подколенных сухожилий) вы проходите дистанцию ​​с более или менее одинаковой энергией. Компромисс здесь заключается в том, что ваш гоминид потеряет немного ловкости при этом, чтобы они могли атаковать вражескую линию, но они с меньшей вероятностью смогут уклониться от быстрых копий или мечей. Однако они будут выше, поэтому, возможно, они смогут лучше видеть вражеские ряды и лучше предвидеть атаки, компенсируя снижение способности реагировать. В этом случае равновесие было бы еще одной слабостью из-за длинных ног и отсутствия ловкости при беге.

Если бы их руки также были длиннее и у них была сильная верхняя часть тела, они могли бы владеть большими мечами и булавами, что делало бы их довольно опасными в рукопашных схватках против более мелких противников.

Ваши гоминиды произошли бы от хищников-засадников, которые работают в группах, чтобы убить более крупную добычу. У них будут большие запасы крови в организме, чтобы поддерживать мощный спринт даже на короткие дистанции, а это означает, что большие легкие будут подпитывать преобразование энергии. Это, вероятно, означает более быстрый метаболизм (им придется есть больше, чем обычному человеку, вероятно, намного), и они будут легко уставать после своего короткого пребывания в бою.

Они, вероятно, прожили бы более короткую продолжительность жизни, чем обычный человек. Ускоренный метаболизм — это одно, но использование всей этой энергии за один раз приведет к огромной нагрузке на их системы, как это происходит, например, с гепардами . Вы также можете увидеть более длинные и тонкие ноги у этих существ по сравнению с другими кошками.

Для справки, лошади являются бегунами на выносливость, особенно когда они полностью созрели (скажем, в возрасте около 6 лет). Это значит, что у них хорошая скорость, но не то ускорение, на которое способен гепард (хотя бегать они могут очень долго).

Так; Я бы использовал ваших гоминидов как кавалерийских охотников. Устройте им засаду, убейте лошадей (или, что предпочтительнее, всадника), а затем убирайтесь. При правильном развертывании они могли бы отлично нейтрализовать ряды вражеской кавалерии, тогда как против линии пикинеров и другой пехоты они были бы менее эффективны.

Короче говоря, вы используете кавалерию против пехоты, гоминидов против кавалерии и пехоту против гоминидов. По моему скромному мнению, сценарий очень похож на ножницы, бумагу и камень.

Как будут развиваться эти гоминиды? Они охотники из засад, чистые и простые. Они объединяются, чтобы уничтожить более крупную добычу, но вместо стратегии используют скорость и оружие. Они полагаются на подавление своей добычи, а не на то, чтобы загнать ее в труднопроходимую местность или в ловушку, как неолиты. Я полагаю, что эти гоминиды эволюционировали в обширных саваннах, где местность не может быть использована с пользой, а скрытность и командная работа являются ответом на охоту. Как современные львы.

Очевидно, у меня нет достоверных данных, но при правильном метаболизме, объеме крови и гемоглобина, объеме легких, длине конечностей и т. д. вы сможете разогнать своего гоминида примерно до 80 км/ч; достаточно быстро, чтобы просто обогнать лошадь на короткое расстояние (опять же на основе Cheetah). Это, однако, помешало бы многим другим чертам, которые вам нужны для ближнего боя, поэтому я подозреваю, что они будут выполнять только нишевые тактические роли.

Привет, спасибо за этот потрясающий ответ! Хотел спросить про скорость. Я согласен, что точное снижение скорости кажется маловероятным, но мне интересно, основана ли ваша оценка 80 км/ч на чем-то конкретном? Это была бы удивительная скорость, даже при коротких очередях, но достаточная, чтобы оставить многих хорошо известных четвероногих в пыли ... поэтому я хотел перепроверить ее, прежде чем позволить себе слишком оптимистично.
Привет Эра. Он основан на Cheetah и его конкретной адаптации, основанной на скорости, а также на некоторой математике пропорций размеров ног для кого-то вроде Усэйна Болта по сравнению с другими спринтерами. Однако я должен признать, что это не столько «оценка», сколько обоснованное предположение ИМХО. Быстро сокращающиеся мышцы помогут вам только до определенного момента без системы оксигенации, которая может их поддерживать, что отчасти является ограничением размера, до которого может вырасти гепард, поэтому я не ожидаю достижения таких скоростей.

Поговорим об Усэйне Болте .

...Кто пробежал стометровку за 9,58 секунды. Или, как мы, американцы, любим говорить, 23,35 миль в час. Это чертовски быстро для человека. Каковы некоторые из причин?

Из этого источника :

  • Лучший спринтер делает более длинные и мощные шаги.
  • Они проводят 60% своего времени в воздухе.
  • У них, естественно, больше «быстросокращающихся» мышц.

Но что действительно круто, так это утверждение:

«Болт — генетический урод, потому что его рост 6 футов 5 дюймов означает, что он не сможет разогнаться с такой скоростью, как у него, учитывая длину его ног», — говорит бывший спринтер из Великобритании Крейг Пикеринг. «В начале гонки вы хотите делать короткие шаги, чтобы ускориться, но поскольку он такой высокий, он не может этого сделать. Но затем, когда он достигает максимальной скорости, у него огромное преимущество перед всеми остальными, потому что он делает гораздо меньше. шаги».

И из этого источника

Это поднимает вопрос о широко обсуждаемом феномене быстрых мышечных волокон, которые усиливаются наличием «гена спринта» — ACTN3. Исследования показали, что 75% ямайцев несут этот ген, по сравнению с 70% спортсменов международного уровня в США. Также было высказано предположение, что богатая алюминием почва Ямайки увеличивает активность этого гена; Способность Болта можно отнести к самой земле, на которой он вырос.

  • У спринтеров более длинные мышечные пучки (пучки мышечных волокон).
  • У спринтеров более короткие «плечи момента» ахиллова сухожилия (перпендикулярное расстояние от сухожилия до центра голеностопного сустава).
  • Было показано, что у спринтеров более длинные пальцы ног, что позволяет им дольше прикладывать силу к земле.

Итак, если вы хотите иметь настоящего гоминида (а не того, кто падает на четвереньки, чтобы бежать как сумасшедший), вам нужно генетически вывести своих воинов для:

  • Рост
  • Длинные ноги
  • Высокий процент быстросокращающихся мышц
  • Длинные мышечные пучки
  • Наличие гена ACTN3
  • Короткие ахилловы сухожилия
  • длинные пальцы ног

И всегда помните, говоря словами Великого Мудреца : «Дело не в том, как ты выглядишь, когда делаешь то, что делаешь, а в том, что ты делаешь, когда делаешь то, как выглядишь». ты делаешь!"

Привет, спасибо за этот отличный ответ! Это дает мне много информации о том, что делает бегуна отличным, но мне еще не совсем ясно, каким будет конечный результат для скорости. Я не думаю, что у вас есть способ (приблизительно) оценить, насколько быстрым мог бы быть этот бегун, если бы все вышеперечисленное было взято за пределы человеческого?
Я не знаю, и никто другой не знает. Когда вы прочитаете эти статьи о Болте, вы обнаружите, что список, который я вам дал, является общим для великих спринтеров, но наука на самом деле не знает, почему. А если они не знают, то и я точно не узнаю. С благодарностью, это совсем не важно. То, что я дал вам, — это информация, которая позволит вам рационализировать любую скорость, необходимую для вашей истории.
Спасибо. Также актуально то, что я только что нашел это, которое я могу использовать для измерения: wired.com/2010/02/40-mph-human
Кроме того, диета, богатая сладким картофелем и курицей :о) [серьезно, однако]

Я полагаю, что для того, чтобы человек достиг кенгуру, как передвижение, было бы несколько изменений.

Во-первых, их ноги были бы огромными и довольно длинными. Это позволило бы им действовать как пружины, подобно тому, как двигается кенгуру. Однако мы не смогли бы уравновесить себя хвостом. Вместо этого у человека, вероятно, были бы более длинные руки, которые он использовал бы, чтобы не опрокинуться и не упасть лицом в землю.

Я бы представил его как людей с кроличьими ногами и действительно длинными жуткими руками. Они двигались, отталкиваясь обеими ногами, на мгновение поддерживали себя руками, которые держат их тело в горизонтальном положении, прежде чем снова отталкиваться ногами. Я полагаю, что для более медленного движения они будут как бы прыгать или подпрыгивать, так как их большие ноги затруднят перемещение на небольшие расстояния, а из-за отсутствия хвоста им нужно будет стоять прямо и двигаться медленно.

Чтобы развиваться таким образом, им, вероятно, придется преодолевать очень большие расстояния, чтобы добраться до воды и ног, поэтому используется более эффективный метод подпрыгивания, а не бега. Что касается скорости и расстояния/времени, я бы использовал это . Они могут оказаться быстрее, так как у них явно отсутствует хвост, и они используют руки для бега, но это также должно привести к меньшему расстоянию, поскольку это больше похоже на смесь прыжков и бега на четырех ногах.

Что касается боевой части, то они, наверное, носили бы оружие на спине, и если возникнет необходимость, им воспользоваться. Для оружия, похожего на копье, Они подпрыгивали и использовали его, пытаясь закончить бой одним ударом, но для обычного оружия им нужно было замедлиться. или прикрепите его к предплечьям.

Около 40 миль в час (64 км/ч), согласно исследованию, опубликованному в 2010 году .

Основное ограничение заключается в том, насколько быстро мышцы могут реагировать: если вы можете увеличить скорость реакции мышц, вы позволяете им прилагать усилия за более короткий период времени при контакте с землей.

Однако, если вы можете заставить свои быстро сокращающиеся мышцы работать быстрее, то примерно на указанной выше скорости вы достигнете другого предела, а именно того, какое усилие может выдержать человеческая нога, прежде чем начнут происходить плохие вещи.