Насколько большими могли бы стать наземные членистоногие, если бы их потребление кислорода не ограничивалось?

Насекомые и другие наземные членистоногие застряли в своем размере из-за того, насколько неэффективна их дыхательная система. Они смогли достичь таких размеров, как в каменноугольный период, из-за невероятно высокого содержания кислорода в атмосфере того времени.

Допустим, мы должны были с помощью генной инженерии дать насекомому более эффективную дыхательную систему, такую ​​как пара легких млекопитающих или даже птичьих легких, а затем выпустить его в дикую природу. Затем мы оставили его для развития.

Теперь, когда у него есть место для роста, насколько большим он может стать? Имеет ли план тела членистоногих (т.е. экзоскелет) определенные преимущества или недостатки? Смогут ли они стать такими же большими, как млекопитающие, или застрянут на определенном размере? Как бы они выглядели?

Неэффективность относительна. В конце концов, членистоногие — чрезвычайно успешный тип. Честно говоря, размер еще не все!
Я пока не собираюсь вдаваться в VTC, но если вы выполните поиск «насколько большим» на этом сайте, вы увидите, что мы ответили на многие вопросы «насколько большим может стать мое существо?» тип вопросы. Учитывая нашу дискуссию о том, что такое дубликат? , я лично считаю, что конкретного типа существа недостаточно, чтобы объяснить это как отсутствие дубликатов, но я готов продолжить обсуждение, чтобы посмотреть, что из этого выйдет. Тем не менее, вы можете проверить эти вопросы.
(1) У пауков есть легкие, у ракообразных – жабры. Трахеи есть только у насекомых. (2) При размерах типичных насекомых их трахеи очень эффективны. (3) Вы можете принять во внимание, что кровь насекомых не переносит кислород; вам также нужно разработать какой-то кислород, переносящий кровь. (4) У насекомых нет замкнутой системы кровообращения — их кровь не заключена в сосудах. (5) Легкие млекопитающих и птиц нуждаются в системе кровообращения с двойным контуром — вам нужно спроектировать сердце с двойным насосом. (6) Вам предстоит серьезное усилие по реинжинирингу, и конечным результатом будет не насекомое.
«Кокосовый краб ( Birgus latro ) — вид наземных крабов-отшельников, также известный как краб-разбойник или пальмовый вор. экзоскелеты в последнее время с весом до 4,1 кг (9,0 фунтов). Он может вырасти до 1 м (3 фута 3 дюйма) в длину от ноги к ноге». (Википедия) Обратите внимание, что у B. latro есть что-то вроде легких для дыхания (и он утонет, если его бросить в воду).
Настоящая причина его большого размера — отсутствие конкуренции. Гигантские насекомые существовали в бедные кислородом пермский и триасовый периоды и не начинали уменьшаться до своих современных размеров до мелового периода.
Ответы на этот вопрос довольно хорошо охватывают ваши проблемы. worldbuilding.stackexchange.com/questions/57348/… Также, пожалуйста, придерживайтесь одного вопроса за раз.

Ответы (4)

Потребление кислорода — не единственная проблема.

Их биология оптимизирована для их текущего размера. При существенном изменении в нем они должны переработать почти каждую крупную систему.

Управление теплом

С увеличением размера их внутренности (вырабатывающие тепло) увеличиваются больше, чем площадь их поверхности (которая теряет тепло). Это требует либо лучшей системы охлаждения, либо более медленной активности с их стороны. Как слоны и носороги. Это (Kurzgesagt) видео объясняет это более подробно, с хорошими иллюстрациями: https://www.youtube.com/watch?v=MUWUHf-rzks

Управление весом

И внутренняя поддержка тела, и внешние движения должны были быть переработаны или усилены с увеличением размера. Например, у большинства паукообразных конечности находятся слишком далеко от центра тяжести. Это значительно увеличило бы необходимую энергию для движения, а также нагрузку на структуру их экзоскелета.

Многие другие, я, к сожалению, знаю еще меньше, чтобы обсудить.

Это проблемы, которые необходимо решать. Однако природа допускала существование слонов и какое-то время мамонтов. Они показывают возможность доступного верхнего размера.

У членистоногих нет костей...
@JohnDvorak Верно, спасибо. Отредактировано до экзоскелета.
Горячий запуск - это фича, а не баг (бадум, тиш). Это просто означает, что вы можете быть активными в начале и в конце дня, выживать в более короткие сезоны, жить ближе к полюсам.
@StarfishPrime Вы должны быть в состоянии контролировать это. Если вы не можете правильно масштабировать и регулировать снижение температуры, вы сможете быть активными ТОЛЬКО раньше или позже днем, в зависимости от климата. Африканские и азиатские слоны имеют разные размеры ушей из-за разницы в климате. Большое ухо необходимо, чтобы терять тепло в более жарком климате. Они не могут изменить размер своего уха = свою систему охлаждения. Только переместите его, чтобы несколько повысить его эффективность. Вы не найдете белого медведя в десерте.
Тогда просто пропустите горячую часть дня? Это не самая ужасная стратегия, и, конечно же, ее используют теплокровные существа в особенно жарком климате. Вы не найдете белого медведя в пустыне , но вы найдете его выживающим намного ближе к полюсам, что было одним из других вариантов в моем комментарии, как вы могли заметить.
@StarfishPrime Возможно, мы неправильно поняли друг друга. Вы говорите, что бегать в жару — это хорошо, потому что это позволяет животному быть активным в более холодном климате. Верно? Я не обсуждаю эту часть. Мой ответ направлен на проблему, заключающуюся в том, что если вы ТОЛЬКО увеличиваете размер, из-за кубического закона выделение тепла увеличивается намного больше, чем охлаждение. Вам придется отчитываться за это. Любое большое животное могло бы быть активным в любом климате, если бы у него была достаточно развитая и хорошо регулируемая система охлаждения... и еда и так далее, но я отвлекся.
У большинства пауков нет проблем с бездействием большую часть времени. Но у них есть проблема — у насекомых ужасное зрение, и они с радостью наткнутся на провод на своем пути, споткнутся и будут съедены. Люди смогут увидеть любую паутину, созданную для их ловушки. К тому же у них постоянно были ножницы.
@JohnDvorak Я не понимаю, как это относится к моему ответу, но, тем не менее, это увлекательная тема. Люди увидят паутину, однако их текущий дизайн оптимизирован для насекомых. Подумайте, какие ловушки использует человек. Пауки в основном имеют безграничный запас нитей уровня нанотехнологий. (Мы до сих пор не можем воспроизвести большинство из них.) Я не уверен, что их можно было бы легко разрезать, если бы жилет из паучьего шелка мог останавливать пули. Также ловушки предназначены для отлова и обездвиживания. Пауки используют яд, чтобы убить беспомощную добычу.

Ненамного больше Артроплевры , которая была большой, но тоже плоской.

введите описание изображения здесь

Другая серьезная проблема, с которой сталкиваются членистоногие, помимо кислорода, — это линька, из-за которой экзоскелеты должны расти. Рано или поздно им приходится линять, чтобы стать больше, и когда это происходит, у них нет твердого экзоскелета, поддерживающего их тело, пока новый не расширится и не затвердеет. Становитесь слишком большими, и они будут буквально задушены/раздавлены собственной массой, пока это происходит. Это также замедляет их рост, поскольку каждая линька может быть лишь незначительно больше, чем предыдущая. Даже Arthropleura, вероятно, слишком велика, если вокруг есть позвоночные, так как они могут расти намного быстрее. Артроплевра уходит с ним, потому что это была единственная игра в городе.

Несколько адаптаций.

1: Нет тяжелого экзоскелета. Вы знаете старый закон квадрата-куба. Экзоскелеты становятся тяжелыми. У этих крупных как раз достаточно, чтобы удержаться — минимальная гибкая кутикула, как у личинки.

  1. Апнейстическое дыхание . Кислород растворяется непосредственно через кожу. Некоторые личинки могут это делать, особенно живущие в воде. На это способны земноводные и морские змеи. Тонкая кутикула на большом жуке способствует этому. Он хорошо подходит для области с минимальной газовой атмосферой, потому что он не перемещает газ.

3: Огромная поверхность к площади объема. Это облегчает прямую диффузию кислорода к нуждающимся тканям. Большой жук плоский. Это может быть как большой плоский блин.

Теперь у нас есть плоская опарыш, похожий на блин. Он слишком велик для ног, поэтому движется волнообразно — это делают наземные плоские черви и немертины, так что большого растяжения нет.

Подобное существо приближается к слизевику, но оно не может течь и поэтому должно ползать. Он может быть очень, очень большим. Такое крупное существо также было бы довольно беззащитным и поэтому должно было быть либо неприятным на вкус, либо жить в среде без хищников. Может быть, глубокая земля, где он сам был бы высшим хищником. Бьюсь об заклад, они там внизу.

Предположение - легкие и замкнутая кровеносная система.
@John: предположение - «более эффективная дыхательная система»; легкие были предложены ОП. Не знаю, откуда у вас замкнутая кровеносная система. У членистоногих такого нет.
Замкнутая система кровообращения необходима для работы легких. большинство ваших пунктов игнорируют предпосылку вопроса.

Re: вопрос о том, насколько большим может стать членистоногое , у вас есть реальный пример, который достиг предполагаемого 2,6 м у вымершего Jaekelopterus . Некоторые соответствующие данные:

  • Не насекомое, а членистоногое, как вы спросили.
  • Водный. Вероятно, это облегчило рост. Но я думаю, что с помощью генной инженерии вы можете решить эту проблему, как и в других ответах.
  • По-видимому, кислород не был ограничивающим фактором: по крайней мере, атмосферный кислород в среднем составлял около 75% современного уровня во время девонского периода.
Я знаю, что водные членистоногие могут стать очень большими, потому что у них есть жабры и прочее. Я спрашиваю конкретно о наземных членистоногих.
Насколько большими могли бы стать наземные членистоногие, если бы их потребление кислорода не ограничивалось?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v