Насколько длинным и тяжелым может быть хвост-щупальце по сравнению с животным, на котором оно находится?

Ища ссылки на то, как сделать сильный, цепкий хвост, я нашел ответ ProjectApex именно на этот вопрос . Решение состоит в том, чтобы сделать хвост мышечным гидростатом , телесной структурой/конечностью/придатком/и т.д. который не имеет скелета в своей основе (в отличие от обычной конечности) и жидкого ядра (в отличие от гидростатического скелета ). Как лаконично выразилась Википедия:

Мышечный гидростат, как и гидростатический скелет, основан на том факте, что вода практически несжимаема при физиологическом давлении.

...мышечный гидростат состоит в основном из мышечной ткани.

Вместо мышц, воздействующих на какое-либо ядро, такое как жидкость или скелетная кость, мышцы воздействуют друг на друга. Это означает, что, поскольку нет ничего твердого, на что можно было бы оказывать давление, гидростату исключительно трудно оказывать боковое усилие, т.е. поднимать что-либо под прямым углом к ​​себе. Однако они могут сжиматься, тянуться и толкаться с невероятной силой относительно своего веса; осьминог может сломать акуле позвоночник , а слон может поднять своим хоботом почти треть тонны .

Кроме того, гидростаты значительно более гибкие и точные, чем костяные конечности. Ведь они могут нагибаться вволю - кости не мешают. Более того, поскольку каждый компонент гидростата представляет собой мышцу, регулировка этой мышцы путем создания в ней сустава выше, гидростат позволяет слонам делать такие вещи, как собирать чипсы из тортильи, не повреждая их .

Итак, на полпути через эту стену текста вопрос: - насколько длинным и тяжелым может быть мускулистый гидростат, используемый в качестве хвоста, по сравнению с размером организма, к которому он прикреплен?

Итак, одна из первых проблем, с которой вы можете столкнуться, — это кровоток, поскольку трудно накачать достаточно насыщенной кислородом крови в исключительно длинную (по сравнению с организмом, к которой она прикреплена) конечность или структуру тела. Я придумал пару способов облегчить это.

Для начала вы можете обернуть кровеносные сосуды в гидростате их собственными маленькими тороидальными кольцами мышц, которые помогают главному сердцу перекачивать кровь и функционировать подобно перистальтике или манжетке для измерения артериального давления; они волнообразно сдавливают кровеносный сосуд, в результате чего кровь стекает по нему. Кроме того, вы можете имплантировать ряд желудочков , отделенных от родительского сердца, по длине основных кровеносных сосудов в гидростате, чтобы они действовали как бустерные станции , поддерживающие движение потока. Учитывая, что самое маленькое сердце в мире микроскопическое , найти подходящее по размеру для этой задачи не составит труда.

Баланс — еще одна проблема; когда вы привязываете хвост длиной 20 футов к животному размером с тигра или хвост длиной 3 фута к животному размером с хамелеона, вы обнаружите, что у указанного животного могут быть проблемы с сохранением стабильности. Предположим, что организм, к которому прикреплен этот хвост, просто оборачивает его вокруг себя, когда он не используется, и что это делает вопрос о балансе неуместным.

По существу, предположим:

  • что конкретные проблемы кровотока и баланса не имеют отношения к этому вопросу
  • что этот хвост работает в стандартных земных условиях; азотно-кислородная атмосфера 78-21, давление 1 атмосфера, сила тяжести 9,8 м/с^2 и т. д.
  • что этот хвост должен работать на суше.

Вдобавок ко всему, хотя он и биологический (т.е. сделан из мяса, а не из пластика, кремния или металла), он также искусственный — это то, что создается в лаборатории, поэтому у него есть свойства, которые, кажется, вряд ли эволюционируют в природе — как мышцы вокруг кровеносных сосудов и миниатюрные сердца по всей длине. Это означает, что она не ограничена эволюцией; оно ограничено замыслами безумных богов .

Меня не интересуют размышления о том, какое эволюционное давление может привести к такой вещи, и мне не интересно, для чего ее можно использовать. Меня интересует только то, насколько большим может быть мускулистый гидростат, используемый в качестве хвоста, по сравнению с тем, к чему он прикреплен.

Я исследовал это сам, но до сих пор кажется, что для этого нет верхнего предела — самые большие мышечные гидростаты, язык кита и хобот слона просто развились в ответ на эволюционное давление, а не были разработаны людьми. , и они довольно большие.

Ответы должны быть основаны на реальности — никакой магии, никакой теоретической физики и т. д. Мне не нужны точные научные данные, чтобы ответить на этот вопрос (отсюда и отсутствие этого тега), но лучшие ответы объяснят, каков предел с точки зрения вес хвоста по отношению к весу животного, каков предел длины хвоста по отношению к длине тела животного, и делать это способом, основанным на реальной биологии.

Вы спрашиваете, насколько большим он может быть относительно тела, к которому прикреплен? Или насколько велико в абсолютном смысле? Выбрали ли вы какой-то целевой размер (я бы хотел, чтобы он был как минимум x большим!)?
@JohnO Я имел в виду «насколько велик по сравнению с телом, к которому он прикреплен». Я понимаю, что это, вероятно, будет масштабироваться с размером тела, хотя я не знаю, насколько это будет масштабироваться.
Если только для наземных животных и только относительно размера тела, то я думаю, что дело в массе самого хвоста. Он не может весить больше, чем остальная часть тела по другую сторону точки опоры (задние ноги?) по очевидным причинам.
@JohnO По этой метрике у вас может быть слон весом 9000 фунтов с хоботом или гидростатическим хвостом шириной взрослого человека и длиной 20 метров, если предположить, что вы моделируете его как цилиндр с плотностью воды. Длиннее, если он полый, как настоящий ствол. Проблема в том, что я не знаю, точна ли эта метрика — вес тела по другую сторону точки опоры.
это в основном зависит от размера животного, чем больше масса животного, тем меньше пропорционально может быть гидростат, закон квадратного куба накладывает гораздо более жесткие ограничения на гидростат, чем на что-то со скелетом.
@KEY_ABRADE: И, если у вашего слона есть и хобот , и гидростат-хвост, гидростаты могут стать такими большими, как вы хотите, если вы сохраните их в равновесии друг с другом.

Ответы (2)

Если вы хотите животное с ногами, то 1/3 от общей массы. При 1/3 общей массы один такой хвост все еще может быть шарнирно соединен животным для выполнения каких-либо действий. Если он составляет от 1/3 до 1/2 веса, то он становится настолько громоздким, что часть корня этого хвоста используется для удлинения туловища. При весе более 1/2 веса животного у вашего животного возникнут серьезные проблемы с обеспечением хвоста энергией.

Если вы не возражаете против того, чтобы другие органы (желудок, рот, кишечник и т. д.) находились в хвосте, то не осталось ничего, что ограничивало бы его от охвата вселенной. Просто убедитесь, что он находится под примерно одинаковой гравитационной силой повсюду.

Если вы не возражаете против наличия органов в хвосте, у вас есть змея.

Ничто не мешает щупальцу быть на 100% животным: посмотрите на червей и змей. Черви, как правило, довольно малы в абсолютном выражении, но змеи могут достигать 42 футов и 2500 фунтов веса .

Я не уверен, является ли эта разница преимуществом внутреннего скелета в размере. У гигантского кальмара щупальца почти такой же длины, просто у них есть и не щупальца.

У змей все еще есть обычный скелет, а у червей гидростатический скелет (то есть тот, который поддерживается давлением жидкости). Я говорю о мышечном гидростате, который полностью состоит из мышц, без жидкости и без костей.