Некоторые микроскопические животные имеют структуру, похожую на колесо, которое приводит в движение жгутик.

Проблема с естественным макроскопическим колесом заключается в том, что колесо и ось в основном не прикреплены к остальной части животного. Если бы это было так, кровеносные сосуды были бы разорваны или закручены в узел. Поэтому он не может получать питательные вещества к колесной части и не может долго расти или жить.

Проблема с колесами и ногами в том, что колеса плохо справляются с неровной местностью. Они тонут в грязи, цепляются за ветки, проваливаются в ямы и т. д. Их также очень ограниченно используют для лазания, прыжков и прочих подобных занятий.

Области, в которых они действительно имеют преимущество, — это использование энергии и скорость при перемещении по большим плоским участкам. С помощью искусственных колесных транспортных средств мы создаем для них дороги и дорожки, что в природе сделать гораздо сложнее. Даже если вы установили пути для определенных маршрутов, вам нужно будет оставить эти пути, чтобы добывать пищу, кормить, прятаться и т. д.

Даже большие открытые травянистые участки вряд ли будут достаточно плоскими за пределами дорожки, поэтому на самом деле вы ограничены такими средами, как пустыни и пляжи. Интересно, что именно здесь в нашем мире вы найдете перекати-поле и сайдвиндеры, которые оба имеют некоторые элементы кругового движения.

В основном проблема с эволюционной точки зрения:

1. Нет никакого преимущества в том, чтобы иметь «частичное» колесо. Если вы не можете найти путь от А к Б с эволюционным преимуществом (или, по крайней мере, без недостатков) на каждом этапе, то он вряд ли будет развиваться. Это проблема локальных максимумов.

2. Колеса действительно хороши в одних ситуациях, но совершенно бесполезны в других. Если существу нужны и ноги, и колеса, то оно может просто использовать ноги.

3. Существа с ногами могут эффективно перемещаться на большие расстояния (например, страусы), двигаться очень быстро (очевидным примером является гепард), карабкаться (обезьяны), плавать (выдры), бегать, ходить и даже летать. Нет явного преимущества, которое можно получить, имея колеса. Например, даже колесное существо вряд ли сможет обогнать гепарда.

Одна из основных причин, по которой наши транспортные средства могут путешествовать так далеко и так быстро, заключается не в использовании колес, а в том, что они используют ископаемое топливо или другую накопленную энергию высокой плотности. Простое использование колес не решает эту проблему, в конце концов, человек-велосипедист быстрее бегуна, но все же не так быстро, как автомобиль.

Проблема заключается в том, чтобы создать колесо и ось, которые не могут быть соединены кровеносными сосудами или нервами.

Обходной путь заключается в создании составного организма, в котором каждая часть является отдельным организмом. Колесо — это отдельный организм, ось — другое, подвеска — другое, шасси — другое и так далее. У каждого организма есть свои легкие, пищеварительная система, нервная система и т. д. Поскольку их системы не связаны, они могут вращаться относительно друг друга.

Хорошей моделью для такого существа является португальский военный корабль, где каждая кажущаяся особь на самом деле представляет собой огромную колонию особей, все клоны исходного оплодотворенного яйца. Каждый человек образует свою специализированную подсистему. Они дышат раздельно, у существа нет системы кровообращения, а просто разбрасывает кусочки пищи во внутренней пустоте. Никакой централизованной нервной системы, а вместо этого своего рода каскадная активация от отдельного модуля к близлежащим.

Но, как уже отмечалось, колеса бесполезны без гладких поверхностей. Посмотрите, как мало доиндустриальных вооруженных сил полагались на колесное оружие. Вместо этого они маршировали или ездили на лошадях. Колесные орудия, такие как пушки, были очень громоздкими, и не только из-за их веса. У вас должна быть специализированная среда.

Я вспоминаю короткую историю несколько десятилетий назад, в которой причуда ДНК заставила растения выработать скручивающиеся белки, которые заставили все растения образовать петли и прижаться к земле. Вся планета была бы покрыта петлями-ловушками. Животные на планете скользили, как змеи, или катались, как мячики, чтобы не запутаться.

Применимы ли те же законы квадрата/куба, которые делают мех хуже танка, также и к эволюционировавшим видам, или эффективность вращательного движения является основным положительным фактором?

На самом деле природа предпочитает крупных животных, особенно млекопитающих. Существует закон масштабирования, название которого ускользает от меня на данный момент, который гласит, что потребление энергии млекопитающим зависит от 75% увеличения массы. Другими словами, тонна слона потребляет всего на 75% меньше энергии, чем тонна мышей.

Средний размер млекопитающих был почти в два раза больше, чем сейчас, пока мы не появились с нашими заостренными палками. В отличие от любого другого хищника, люди могут наносить глубокие колющие раны, такие раны могут убить даже самых крупных животных, если попадут в крупную артерию. Пигмеи до сих пор охотятся на слонов таким образом, они просто скользят вверх и протыкают 1 см отверстие в яремной вене, а затем следуют за зверем, пока он не упадет. Поскольку убить слона не намного сложнее, чем кролика, ранние современные люди охотились почти исключительно на крупную дичь. Единственная защита от людей состоит в том, чтобы становиться меньше с большим количеством особей, заставляя людей расходовать больше энергии на единицу возвращаемой энергии.

Изучите гигантскую мегафауну носорогов, они были в два раза выше и в три раза длиннее африканского слона.

Таким образом, колеса или нет, было бы значительное преимущество в том, чтобы вырасти очень большим.

Если подумать, комбинация колес и ног может быть очень полезной для гигантских тварей. Колеса будут распределять вес, а ноги будут обеспечивать движущую силу, толкая или тяня и, возможно, иногда поднимаясь. Это позволит избежать проблемы с питанием оси.

Я думаю, что с точки зрения эволюции было бы более целесообразно, если бы все существо было колесом.

Он будет катиться, используя мышцы, чтобы деформировать форму колеса, чтобы обеспечить тягу. У него будут какие-то рты на внешней стороне колеса, чтобы прокормить себя.

В качестве альтернативы, это может быть более обычное существо, которое сворачивается в колесо и разворачивается, чтобы поесть.

Что-то вроде большой версии таблетки-жука.

Существует довольно много типов колес; Мне удалось выделить пять типов:

1. Колеса свободного хода: это круглые колеса без собственной движущей силы. Вместо этого колесо свободно вращается на неподвижной оси. Задние колеса на переднеприводных автомобилях такие. Несколько колес будут вращаться независимо.
2. Заблокированные колеса: как и колеса свободного хода, они не имеют движущей силы, но вместо того, чтобы вращаться на заблокированной оси, эти колеса напрямую связаны с осью, которая вращается свободно. Многие детские игрушки имеют такую ​​систему. Несколько колес на одной оси будут вращаться с одинаковой скоростью.
3. Ведущие колеса: это ведомая версия заблокированных колес. Вращательная сила (кручение) от оси заставляет колесо(а) вращаться.
4. Колеса с прямым приводом: каждое отдельное колесо имеет внутреннюю систему привода. Таким образом, каждое колесо движется совершенно независимо от других колес. Большие землеройные машины часто имеют такие колеса.
5. Гусеницы: трапы представляют собой не фиксированную круглую форму, а гибкую полосу, которая «толкается» с помощью внутренней приводной системы, обычно колес.

Колеса свободного хода

Этот вариант вполне возможен, хотя и приведет к появлению некоторых странных существ (см. схему). Настоящей системой привода могут быть ноги, когти или даже скользящее движение; колеса просто уменьшили бы трение скольжения и, возможно, удалили бы существо из опасной среды, такой как едкие или горячие поверхности.

Существу понадобится фиксированная кость, выступающая с каждой стороны. Кость оканчивалась бы сферой. Орган чуть выше кости будет выделять цементирующее вещество, подобное жемчужной системе устрицы. Он будет покрывать сферу, постепенно увеличиваясь в размерах. Сфера (и прикрепленная к ней кость) будет выделять смазывающую жидкость, которая также будет поддерживать чистоту области.

Вот существо, вид спереди (такое милое!):

 ___    ___    ___
/   \  /o o\  /   \
) O==={  _  }===O (
\___/  \/ \/  \___/

Небольшие повреждения будут устранены, в то время как большие повреждения приведут к поломке колеса и его восстановлению.

Заблокированные колеса

Это может быть даже проще спроектировать; существо с мягким, скользким низом живота найдет круглые ветки, камни или что-нибудь еще, имеющее форму цилиндра. Он ложился поверх предмета, слегка защемляя его, и выделял скользкое вещество. Когда он тащился вперед, цилиндр катился по земле. Эти колеса позволили бы существу иметь маленькое средство передвижения с низким энергопотреблением, но при этом стать довольно большим; он также может плавать, если использует деревья, а не камни. Конечно, это не очень хорошо работает на не очень плоской земле.

 _/
/,\     _________________
|_ \___/  __       __    \
  \ ____//  \\___//  \\__/
  //     \__/     \__/

По мере роста ему приходилось находить все большие и большие цилиндры, что могло ограничивать рост. С другой стороны, несколько удачно расположенных поваленных деревьев, и это существо может оказаться размером с дом!

Ведущие колеса

С этим методом вождения у меня было больше всего проблем. Лучшее, что я могу придумать, это система, подобная заблокированным колесам выше, за исключением того, что «ноги», которые толкают существо вперед, толкают центр колеса, а не просто скользят. Это позволило бы существу иметь крошечные ноги и дряблое тело, но при этом с легкостью передвигаться.

 _  _______ ________
/o\/ ____  V  ____  \
>   ||||||   ||||||  \
 \__//  \\___//  \\__/
     \__/     \__/

Колеса с прямым приводом

Это на самом деле довольно легко представить; похожее на слизняк существо находит (или строит) большой полый цилиндр. Затем он забирается внутрь и «ходит», толкая колеса вперед. Колесо не только защищает его от хищников, но и позволяет развивать очень высокую скорость на спусках!

    ====
  //    \\
 //     _\\
|| i_  |  ||
||/  \_/  ||
 \\      //
  \\====//

гусеницы

Подобно колесам с прямым приводом, это существо довольно похоже на слизняка. Он выделяет жидкую, скользкую смазку. Когда вокруг него нет колеса, смазка высыхает, образуя липкую резиновую пленку. Когда слизняк движется, он тянет пленку со своей спины, через переднюю часть и под себя. Пленка собирает камни, палки и другой мусор, когда ее опускают на землю. На считываемом конце слага он переворачивает пленку вверх, где она прилипает и становится резиновым протектором. Слизни могут использовать этот протектор для защиты как от врагов, так и от враждебной среды (горячая или сухая земля, соляные или другие ловушки и т. д.).

 /#########\
|#/,\_/    \#\
\#\_____/\__\#\
 \############/

Будет ли это работать?

Самый большой недостаток колес в природе заключается в том, что колеса тонут, застревают или иным образом замедляют движение. Колесо ужасно для лазания. Ходьба, ползание и закапывание - все это более надежные средства передвижения. Если колесные существа «победили», должна быть веская причина. Большие, плоские пространства, с достаточным количеством материалов и веская причина иметь колеса. Из тех, что я перечислил, slug-in-a-tube, скорее всего, лучший вариант. Прокопать ветку или свернуть лист в трубку несложно, а если это защитит своего обитателя, тем лучше!

Многие ответы были сосредоточены на проблеме прикрепления сосудов и т. д.; Я не уверен, что это большая проблема.

Я представляю свободно вращающееся существо, которое вырастило колесо из мертвого материала, похожего на рог, вокруг оси; точка роста периодически становилась достаточно тонкой, чтобы сломаться, после чего колесо начинало вращаться.

Колесо будет использоваться до тех пор, пока оно не изнашивается и не отслаивается, после чего процесс начинается снова.

Этот процесс может быть связан с сезонным событием, таким как регулярная засуха, которая каждый год обнажает очень плоское дно озера; возможно, как срочный маршрут к нерестилищу или что-то в этом роде?

Он мог довольно хорошо мчаться, а если вы хотели полностью уйти, то существа, у которых на колесе начали расти узлы, могли бы качать их, как одноколесный велосипед, и двигаться еще быстрее, так что их можно было бы выбрать для .

Ящерицы

Мое спекулятивное предположение состоит в том, что он мог развиться из подгруппы Lacertalia , которая является собственной эволюционной степенью . Способ передвижения некоторых ящериц уже напоминает колеса, например, у бегунов (но только визуально), и у них есть надлежащие суставы для полного кругового движения.

Как (и почему) они могут эволюционировать, чтобы иметь колеса?

Чистое предположение, но я мог видеть более успешную (быструю и проворную) ящерицу, в конечном итоге получающую несколько ног от одного и того же сустава, пока их четыре придатка не станут похожи на спицы колеса телеги без обода (только спицы с ногами на конце.

В конце концов, у этого нового вида развивается перепонка на ногах, чтобы ориентироваться во влажном климате и даже ходить по воде . По мере того, как эти перепончатые лапы развиваются («вырастают») друг в друга, у вас теперь есть четыре колеса телеги. Не стесняйтесь закрывать промежутки между каждой спицей колеса телеги, пока у вас не получится один классный вид ящерицы.

Колесо трудно совместимо с другим устройством, активно используемым природой, — с трубой . Кровеносные сосуды — это трубы, но также и нервы.

Труба не может соединить стационарное шасси со свободно вращающимся колесом, так как оба конца закреплены. Такая труба закручивалась (один конец поворачивался на 360 градусов по отношению к другому, как только колесо делало полный оборот). В то время как люди могут решить эту техническую проблему (некоторые военные машины подают сжатый воздух к вращающимся шинам, мера против небольших проколов), для этого требуется механически довольно сложное устройство, эволюционно сложное для развития.

Это не проблема, если весь организм представляет собой колесо (шасси нет). Такие организмы существуют. В качестве альтернативы колесо может состоять из мертвых тканей (таких как волосы или ногти), которые больше не связаны с организмом сосудами. Такой может быть полезен, но без регенерации продолжительность службы ограничена. Хорошо, это может быть недолговечный организм. Может быть, такие появятся в эволюционном будущем.

для создания кругового движения вам не нужны настоящие части тела в форме колеса. достаточно простого соединения, допускающего коническое движение. на самом деле ящерицы уже используют этот вид движения. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1273693/

он не утонет, не застрянет и не будет одноцелевым. на самом деле колесо используется нами, потому что его очень просто делать и обслуживать. я вижу будущее наших наземных транспортных средств как машины на ногах.

Вы не увидите «ветвей» с одним выигрышем или другим. Эволюция не гордится. Он сделает все, что ему нужно.

Удивительно сложно создать колесную или гусеничную систему с органикой, прежде всего потому, что трудно соединить две части в достаточной степени для органического роста. Как и в ответе Aify linked , вы получите две симбиотические половинки существа или группы существ, каждая из которых нуждается в собственном пищеварительном тракте, сенсорных механизмах и т. д. В этом случае будет сильное давление, чтобы быть способны выжить без этого хрупкого симбиоза. Обе половины, скорее всего, будут стремиться быть мобильными сами по себе, без колеса. Таким образом, эволюция объединила бы оба паттерна в один всеобъемлющий инструмент, который управляет обоими способами передвижения.

Я бы сказал, что природа, возможно, действительно сделала это... если вы утверждаете, что наши заводы выделяют шины и ступицы, и самые разумные виды на планете используют их на 99% пройденного ими расстояния! Все зависит от того, как на это посмотреть! ;-)

Мулефа из «Его темных начал» — пример формы жизни, эволюционировавшей для использования колес . В их случае колеса не являются частью самих себя, а образованы другим симбиотическим организмом.

Мулефа развился с ромбовидным телосложением, одной конечностью спереди, одной сзади и по одной с каждой стороны. В их мире были многочисленные потоки лавы, создающие длинные гладкие поверхности. Были также большие деревья с круглыми семенными коробочками диаметром около 1 фута. Эти семенные коробочки имели отверстие в центре, откуда они прикреплялись к стволу дерева.

В какой-то момент мулефа обнаружили, что они могут цепляться когтями своих передних и задних конечностей за отверстия в коробочках с семенами, а затем использовать свои боковые конечности, чтобы пнуть себя по гладким потокам лавы. Когда стручок с семенами трескался, мулефа выбрасывал его, и новые семена прорастали.

Поскольку более твердые семенные коробочки использовались дольше и отбрасывались дальше, гены, производящие более твердые семенные коробочки, распространялись дальше и производили больше семенных коробочек. Со временем семенные коробочки стали настолько твердыми, что потребовалось много месяцев использования, прежде чем они растрескались и смогли прорасти.

Мулефа также стали полагаться на колеса и развили сложную культуру, основанную на них.

Как упоминалось велкаголизме, потоки лавы можно заменить высохшим дном озера или другой гладкой твердой поверхностью.

Редактировать: страница википедии на Wentelteefje связана с Вращающееся передвижение в живых системах , которое содержит довольно обширный анализ ограничений передвижения на основе колес.

Также, Категория: Катящиеся животные .