Эволюция гигантских плавающих млекопитающих

Киты — величественные морские существа, поскольку они скользят по воде более грациозно, чем, казалось бы, позволяют их размеры.

Какой эволюционный путь должен пройти киты, чтобы грациозно скользить по небу?
Возможно ли это на нашей планете или должны существовать другие условия?

У меня есть свои мысли, но хотелось бы услышать и другие.

Редактировать:
стоит отметить, что киты бывают всех размеров, поэтому они не обязательно должны быть размером с синего кита.

Было что-то (я думаю ) в милой, но удручающей «Эволюции» Стивена Бакстера. Они жили в очень высоких слоях атмосферы...
Очень важно указать, похожа ли планета на Землю или нет. Чем плотнее атмосфера, тем больше вероятность того, что такое существо будет иметь смысл в этой среде.
в комиксе Альдебаран есть несколько плавающих животных на разных исследованных планетах.

Ответы (6)

Живые газовщики.

У вас может быть существо в форме кита, которое парит в воздухе благодаря более легкому, чем воздух, газу в его теле и менее тяжелой внутренней структуре, чем у традиционного кита.

Закон квадрата-куба ограничивает размеры существ в воздухе и на земле. Плавучесть воды позволяет китам и другим существам быть намного крупнее, поскольку скелетно-мышечным структурам животных не приходится бороться с такой силой гравитации.

Когда вы перемещаетесь из океана в воздух, вы теряете это преимущество.

Ответ о летающих растениях здесь гласит, что вы можете использовать водород вместо гелия, чтобы поднять рассматриваемое животное. На нашей планете не хватает гелия в воздухе, но можно представить себе планету с другими газовыми смесями.

Для кита нужно потерять тонну массы. То, что у вас осталось, по сути, больше не является «китом», он просто имеет внешнюю форму и площадь поверхности кита, но внутри это совершенно другое животное. Нужна причина, чтобы «кит» оказался в воздухе, а не в воде.

Размножение будет происходить таким же образом, когда существа спариваются животом к животу и эякулируют в воздухе, поскольку на самом деле против этого нет никакой физики. Плавающая способность вашего существа должна выдерживать вес его спермы, яйцеклеток и органов.

Что касается еды, вы должны с самого начала дать существам повод быть там. Возможно, на планете есть огромное количество биомассы или крошечных существ (возможно, других живых газовых мешков!) в воздухе, которые сущность проглатывает в той или иной форме. Это будет небесная версия криля.

Дополнение, с идеей благодаря ckersch:

С достаточным количеством флоры и невероятно высокими деревьями плавуны легко могут быть травоядными. Есть предел, наложенный физикой и биологией на то, насколько высокой на самом деле может вырасти флора, но для всех наблюдателей внизу метафора «в небе» будет достаточным описанием жизни наверху.

"небесная версия криля" <=> летающие насекомые???
В Gaia и сиквелах Джона Варли есть дирижабли. Разумные разумные дирижабли. Интересны их репродуктивные детали. Однако они не эволюционировали естественным путем.
@cobaltduck летающих насекомых самих по себе недостаточно - вам нужно много летающих насекомых, достаточно, чтобы очень крупное животное могло потреблять буквально тонны (чрезвычайно плотный рой наших комаров не весил бы даже фунта) из них, пока еще «грациозно плывущие», т. е. не гоняясь за ними; и поэтому большому количеству летающих насекомых потребуется также много доступных летающих питательных веществ ... которых просто нет, в отличие от океанов.
Напоминает мне, что кто-то однажды подсчитал, что нужно, чтобы «драконы из водородных шаров» сработали. Чтобы иметь достаточно водорода, чтобы поднять рептилоида длиной 6 футов, вам понадобится водородный шар диаметром около 30 футов. Разница в плотности просто не велика.
@Peteris Помните, что это гигантские газовые мешки, а не настоящие киты - общая биомасса будет намного ниже, что, я полагаю, также значительно снизит их потребность в калориях. Возможно, они использовали обонятельную «приманку» в стиле венериных мухоловок или трупных цветов, чтобы заманивать жуков в открытый рот.
В серии игр Elder Scrolls есть существа по имени «Нетч», которые, по сути, именно таковы. По внешнему виду они не похожи на китов (они больше напоминают медуз или кальмаров), но в основном представляют собой плавающие газовые мешки.
Атмосфера может быть намного плотнее (атмосфера Венеры имеет плотность 67 кг м ^ -3 и, как предполагается, содержит живые организмы), и большие стаи существ могут обеспечивать пищу (вспомните стаи саранчи). В качестве альтернативы они могут собирать солнечный свет (внутри некоторых медуз есть симбиотические водоросли).
Что касается еды, почему бы не сделать их травоядными? Я мог видеть планету с невероятно высокими деревьями, превращающими плавающих травоядных в травоядных. Если погода в целом спокойная, а плавание метаболически дешево, плавание может быть энергоэффективным способом использования этой ниши.
@ckersch Отличная идея. Немного нюансов, над которыми нужно подумать, но я думаю, что это сработает.

Жирафы-драконы.

Оставайтесь со мной в этом, я объясню.

Представьте травоядное животное, похожее на жирафа, с длинной головой и шеей, предназначенное для поедания листьев с деревьев. В качестве защитного механизма у него развиваются пузыри, наполненные водородом, которые он использует, чтобы выдыхать огонь во все, что его атакует.

Со временем пузыри расширяются, и он начинает использовать их, чтобы поддерживать часть своего веса, позволяя ему забираться все выше и выше в деревья, не нуждаясь в таких длинных ногах. мочевые пузыри, отходящие от их спины и шеи, поддерживают большую часть их веса.

Со временем они эволюционируют, чтобы уменьшить свой вес, и могут контролировать подъемную силу своих водородных пузырей, сжимая или расширяя их. В конце концов они завершают переход к полету, избегая при этом всех хищников, которые могут на них напасть. Они дрейфуют по ветру большую часть времени, используя модифицированные хвосты и передние ноги в качестве крыльев для маневрирования и пасутся с верхушек деревьев, а их длинные шеи теперь используются для того, чтобы тянуться вниз, а не вверх. Они могут приземлиться и сделать это, если ветер станет слишком сильным, но они проводят большую часть своего времени, дрейфуя на довольно низкой высоте и пасясь на верхушках деревьев внизу.

Если бы это был я, я бы начал не с китов, а с древесных существ, таких как белки-летяги . На самом деле они могут оставаться в воздухе довольно долго, в зависимости от ветра.

Если бы существовало какое-то селективное преимущество в том, чтобы дольше оставаться в воздухе… что ж, вероятно, именно так изначально развивались птицы . Но, скажем, вместо того, чтобы развивать крылья, чтобы сохранить чердак немного дольше, они вместо этого занялись производством и сохранением желудочных газов, которые легче воздуха (скорее всего, водорода).

Теперь, если есть какая-то веская причина, чтобы быть в воздухе, и вам не нужно быть ужасно быстрым, чтобы поймать свою еду (как это делают хищники), тогда нет никаких причин, по которым тело, устроенное таким образом, не может быть значительно увеличено. Внутренние органы имеют определенный «надголовный» вес, но по мере того, как вы увеличиваете размер тела, вы будете иметь все больший и больший процент объема, предназначенный для удержания газов легче воздуха, и вы также сможете зачерпнуть большее количество еда за один проход.

Так что на этом этапе я бы также придумал добычу для этих существ; какой-то переносимый по воздуху эквивалент криля и/или планктона. Если они будут парить над землей, пыльца и/или насекомые могут заплатить по счетам. Чтобы подняться выше, вам придется изобрести и этих существ.

На самом деле белки-летяги были одним из двух маршрутов, которые я рассматривал вместе с жирафами. Во многих отношениях это лучше в качестве отправной точки, но слабость вашего предложения в том, что оно на самом деле не объясняет, как они питаются.
@TimB - я думал, что мой последний абзац полностью посвящен тому, как они будут питаться. Предположительно, если они едят эквивалент криля и/или планктона, они будут делать это так же, как это делают фильтраторы (усатые киты, китовые акулы и т. д.) в океане: открывают рот и проходят через большие облака еды зачерпывают то, что там. Я думал, что это было связано с размером тела и выбором пищи. Мне нужно быть более явным?
Ну, скорее, этого источника пищи на Земле не существует. Если только это не рой сверчков или что-то в этом роде, у вас просто нет такой плотности биомассы в атмосфере. Вы должны объяснить, откуда это взялось. Вот почему я пошел пасти деревья сверху.
@TimB - Конечно, его не существует на земле. Как и гигантские плавающие млекопитающие! Моя точка зрения заключается в том, что вам также придется изобретать пищу для животных такого размера, а наши лучшие наземные модели — фильтраторы. Мне нравится твоя идея просмотра верхушек деревьев. Моя единственная проблема заключается в том, что, пока я изобретаю существо, я хотел бы изобрести такое, у которого есть веская причина, чтобы иметь возможность подниматься на гораздо большую высоту, чем деревья (как это делают существующие птицы). Там есть летающие насекомые и крошечные туманящиеся насекомые (например, комары), так что это не так уж и сложно.
Что ж, вам понадобится целая атмосферная экосистема... но учтите, +1

Хотя для того, чтобы нечто подобное стало возможным на Земле, должны были произойти довольно серьезные скелетно-мышечные изменения, такие изменения на самом деле становятся намного проще, когда вы изменяете плотность воздуха в мире. Например, Титан (один из спутников Сатурна) содержит воздух примерно в 4 раза плотнее Земли. На такой планете даже человек мог бы летать с помощью своего рода крылатого аппарата. Самолеты с педальным приводом были бы даже возможны.

XKCD сделал отличное «Что, если» на эту тему (поставлено в отношении способности летать на разных планетах).

Итак, это мои мысли по этому поводу, но я действительно хотел посмотреть, что придумали другие люди.
Я не буду выбирать это в качестве ответа.

Итак, взрослый карликовый кашалот весит 550 фунтов. Водород имеет грузоподъемность 68 фунтов на 1000 кубических футов. Таким образом, вам потребуется чуть более 8000 кубических футов водорода, чтобы поднять карликового кашалота.

Если бы кит мог эволюционировать до жизни в воздухе... Полые кости. Нет запасов жира... может быть, заменить их газовыми мешками. Симбиотический биореактор из водорослей для производства водорода. Большие плавники для маневрирования в воздухе.
Может быть, сгустить атмосферу, как предложил Кольт МакКормак.

Вы можете добраться туда, где вам не нужно столько водорода, чтобы поднять его.

Моя проблема в том, что вы думаете о воде. Карликовый кашалот весит так много, потому что в воде важна плавучесть, а не общая масса. На самом деле кит нуждается в этом дополнительном весе, чтобы он мог эффективно нырять под воду. Вы не можете использовать тот же самый трюк в воздухе, потому что очень немногие твердые материалы легче воздуха. От летящего в воздухе «кита» вы ожидаете увидеть довольно пустое существо. Так что при том же объеме ваш воздушный кит почти наверняка будет весить намного меньше.
@TED ​​Я почти уверен, что он имел в виду это всякий раз, когда упоминал «Пустые кости. Никаких запасов жира… может быть, заменить их газовыми мешками». Он просто не оценил, каким будет новый требуемый объем газа.
@ColtMcCormack Это именно то, что я имел в виду :) Первое число было просто для получения максимального необходимого количества, что, по общему признанию, является большим количеством водорода. Есть много вещей, которые можно было бы изменить, чтобы уменьшить вес, поскольку кит приспособлен для очень высокого давления, а не на одну атмосферу или меньше давления. Многие вещи, которые удерживают его от взрыва, могут быть опущены.
@TED ​​Я не уверен, сколько весит каждая из этих частей, поэтому очень сложно оценить, сколько водорода потребуется после снижения веса. Например, я не знаю, сколько весит его скелет, поэтому я не могу предположить, как он будет выглядеть с полыми костями. то же самое касается жира и ворвани, органа спермацета и всех других приспособлений, которые удерживают его от раздавливания на глубине. Я считаю, что ухо даже заполнено маслом, чтобы барабанные перепонки не порвались при нескольких атмосферах. На самом деле, у него, вероятно, были бы внешние уши, чтобы его эхолокация работала в воздухе.

Что касается эволюционного пути этих существ (поскольку это было частью вопроса), возможно, они эволюционировали в водных регионах с множеством небольших скалистых островов. Сама вода может быть заполнена хищниками, что будет побуждать существ прыгать с камня на камень (или, по крайней мере, минимизировать время пребывания в воде), а не плавать или переходить вброд.

Возможность сделать себя легче, сначала наполнив себя небольшими газовыми мешками (придав себе немного легкомыслия), даст преимущество в этом - это будет способствовать зарождению газонаполненных существ, и, конечно же, тем больше они эволюционировали. , тем эффективнее становились газовые мешки, пока в конце концов они не смогли полностью плавать.

Существо, вероятно, использует электролиз для получения водорода из воды. Подъем и спуск могут быть легкой мышечной системой, которая позволяет существу сжимать газовые мешки, что по иронии судьбы заставляет его спускаться больше, чем подниматься.

Единственная проблема - проколы (и воспламеняемость водорода).

Да, я продолжаю думать, что грозы могут быть потенциальной проблемой.
@ AndyD273 AndyD273, но поскольку они не заземлены, будет ли это проблемой?
Нашел вот это: Как самолет защищен от ударов молнии? и видео . Так что это возможно, но можно свести к минимуму опасность... может быть, есть что-то вроде фитиля из той статьи, который снимает заряд с водородных пузырей.