Насколько низкой может быть плотность живого существа?

В аниме под названием «Атака Титанов » главными антагонистами являются эти огромные гуманоидные существа, называемые титанами.

Титаны имеют размеры от 15 до 4 метров. Известны и более крупные титаны, но они разбрызгиваются, точнее, взрываются при ударе о землю.

Причина, по которой более мелкие титаны не взрывают место при падении с 50-метровой высоты и не погружаются в землю, объясняется повсеместно низкой плотностью. Итак, ткани титана имеют низкую плотность.

Ханджи Зоэ, например, пинает голову, как футбольный мяч в журнале Ильзы (OVA), хотя она делала то же самое с тяжелым столом , так что имейте это в виду.

Ханджи любит футбол

Теперь, помимо всех странных звуковых сигналов, которые происходят позже в шоу, возможно ли, чтобы различные ткани существа имели очень низкую плотность (я вижу, что больше всего проблем с мышечными тканями и сухожилиями), не нарушая их функции?

Ответы (4)

Для водной жизни средняя плотность ткани всегда будет примерно такой же, как у воды, что является нормальным, учитывая, что вода составляет от 70% до 90% общей массы.

Единственный способ понизить плотность — это вложить много воздуха, как это происходит с легкими, что не для всех органов осуществимо.

«Что невозможно для всех органов»: за исключением, конечно, птиц, у которых система воздушных мешков распространена по всему телу , что значительно снижает их плотность. Вы когда-нибудь видели утку, плавающую по воде? Много утки находится над поверхностью.

Я не мог найти много об этом. Вопрос в biology.se фокусируется на млекопитающих и делает вывод, что различий не так много.

Как сказал Л. Датч о жизни на водной основе, единственный способ стать менее плотным — это иметь полости, заполненные воздухом. В этом смысле наименее плотные животные потенциально могут быть насекомыми (из-за того, как работает их дыхательная система) или, что удивительно, колючими иглобрюхами, которые надуваются в воздухе — я видел это, они не могут тонуть, пока не сдуются, но делают их надувать в воздухе - жестокое обращение с животными.

Я пытаюсь представить себе надутую в воздухе рыбу-фугу размером с голову титана. Из-за закона квадратных кубов он, вероятно, будет слишком тяжелым для перемещения, как на рисунке ОП. Обратите внимание, что Attack on Titan следует закону Rule of Cool и совершенно не придерживается реалистичной физики. На самом деле, согласно такому закону:

Из научных законов, которые этот троп обходит, третий закон движения, вероятно, чаще всего отменяется, а закон квадрата-куба, вероятно, занимает второе место.

Задав свой собственный вопрос, я узнал, что то, как двигаются персонажи , превращает их кости в порошок изнутри.

Если вы готовы принять жизнь не такой, какой мы ее знаем, Джим, очень низко.

Достаточно правдоподобно для научной фантастики, что инопланетные организмы могут быть основаны на клетках, наполненных воздухом, а не водой, при этом большая часть биохимии остается в основном похожей на нашу. В конце концов, многим ферментам для функционирования требуется только один слой молекул воды, окружающих их, и они могут поддерживать его в газообразной внутриклеточной среде с высокой влажностью, оставаясь при этом прикрепленными к внешней клеточной мембране или протяженным мембранным структурам внутри клетки, таким как эндоплазматический ретикулум. Основные различия заключаются в транспорте макромолекул; только легколетучие молекулы могут проходить через объем клетки, в то время как вещества, которые обычно растворяются в объеме жидкости цитоплазмы клетки, будут ограничены двумерной диффузией вдоль влажных поверхностей мембран.

Многоклеточное существо макромасштаба, состоящее из таких клеток, имело бы объемную плотность ткани где-то между воздухом и водой, но, вероятно, ближе к воздуху, чем к воде, и, таким образом, было бы гораздо менее плотным, чем плоть нашего вида, наполненная водой.

Протезы из углеродного волокна гораздо менее плотные, чем мышцы.

протез из углеродного волокна

Удельная прочность вышеупомянутого композита углерод/эпоксидная смола настолько высока, что можно изготовить протез, который имеет такую ​​же прочность, как и натуральная нога, но при этом легче на 60%. Первые произведенные протезы из углеродного волокна действительно были очень легкими. Благодаря этому новому материалу весь протез ноги может весить всего от 2 до 3 кг. Однако нога человека весом 80 кг весит от 13 до 14 кг.

https://www.reinforcer.com/en/category/detail/Carbon-Fiber-Epoxy-Composites-Ideal-Materials-for-Orthopedic-Prosthetics-/46/235/0

Мышцы в основном состоят из воды. Протез, выполняющий ту же роль, что и мышца и кость, и занимающий тот же объем, что и нативная конечность, может быть на 85% менее плотным. Протезы конечностей не являются биологическими тканями, но используются в той же роли, что и биологические ткани человека с ампутированными конечностями, в частности мышцы и сухожилия. Современный протез можно сделать очень реалистичным и обмануть случайного наблюдателя. Нет ничего странного в том, чтобы представить себе существо, тело которого в основном состоит из очень легких синтетических материалов. Титаны будут чем-то вроде сочлененных парадных поплавков.