2 miembros anteriores acodados: ¿ventajoso o perjudicial?

En el bioma del bosque llano de Pilar del planeta X, tienes principalmente 3 tipos de vertebrados:

  • los que se entierran bajo tierra
  • los que corren entre los árboles muy separados
  • aquellos que viven sobre el nivel del suelo, llaman hogar a las colosales plantas y apenas bajan.

En este escenario, una criatura se adaptó tanto para escalar eficientemente como para correr en las llanuras.

Tiene 4 extremidades relativamente largas con garras duraderas no retráctiles. Las extremidades traseras son digitígradas y en su mayoría similares a algo así como un emú zigodáctilo, capaz de sostener a la criatura mientras usa sus brazos para agarrar presas. Sus extremidades anteriores terminan en palmas cortas con 4 dígitos (2 de ellos opuestos) y tiene 2 codos, el primero doblado hacia atrás y el segundo hacia adelante, algo así, muy mal dibujado, ejemplo:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Ahora bien, ¿esta estructura de miembros anteriores realmente ayudaría a una criatura que trepa y corre? Sé que no sucede aquí ya que ningún antepasado tenía tales brazos, pero me gustaría saber si esto realmente podría ser un buen rasgo evolutivo.

Si eso es lo que tienen sus ancestros, entonces eso es lo que tendrán, la evolución no va a eliminar segmentos completos de una extremidad sin eliminar básicamente la funcionalidad de la extremidad por completo. el brazo de un primate y el brazo de los primeros vertebrados terrestres tienen exactamente la misma disposición general de las extremidades.
@John los dinosaurios tenían más articulaciones y huesos que sus contrapartes de aves, eso se debe a que muchos huesos se fusionaron a medida que evolucionaban, y ya no eran necesarios. Como esto también se observó en la evolución de muchos otros animales, incluidas nuestras manos (nuestros dos últimos dedos ya están experimentando una fusión en sus músculos y tendones, razón por la cual no pueden moverse realmente de forma independiente), pensé que no sería demasiado inverosímil para mis criaturas que una de las articulaciones pierda flexibilidad y finalmente se fusione con el brazo después de unos pocos millones de años. Por favor, dígame si hay un error en mi suposición.
pero aún tienen la misma cantidad de huesos, fusionar las articulaciones de las extremidades móviles es algo que requiere fuertes presiones, como volar donde cada miligramo de tejido tiene un alto costo, y los huesos solo tienen que cumplir una función durante miles de millones de generaciones. las aves son uno de los animales raros que fusionan los huesos de las extremidades, por lo que no hay razón para suponer que sucederá. Puede justificar una gran cantidad de estructuras de extremidades extrañas siempre que pueda justificar que el primer vertebrado terrestre las tenga, y de hecho hay semi- aletas terrestres que podrían evolucionar en su diseño, (eusthenopteron para uno)
@John, ya veo, bueno, no es como si no hubiera decidido cortarme un codo y quedarme con uno solo, ya que Nuclear Wang hizo un gran punto, pero gracias de todos modos por la información sobre el proceso de fusión de huesos y articulaciones
Buena parte de la fuerza de escalada en humanoides y criaturas parecidas a monos proviene de la cabeza larga del músculo tríceps, que es tan grande como el dorsal ancho, por lo que alrededor de la mitad de la fuerza de escalada proviene de la parte superior del brazo... Disminuya el tamaño de la parte superior del brazo para agregar un nuevo punto de flexión y prácticamente sacrificaste una buena parte de la potencia de escalada. Bueno, a menos que extiendas los tendones del músculo tríceps hasta la muñeca, pero creo que esto volvería a disminuir la movilidad.

Respuestas (6)

Una articulación extra del brazo no mejora la movilidad.

El brazo humano tiene 7 grados de libertad (ejes de rotación): tenemos 3 en el hombro, 1 en el codo y 3 más en la muñeca. Esto nos permite poner nuestras manos en cualquier posición alcanzable en el espacio en cualquier orientación. Esta configuración en realidad ya tiene una redundancia, ya que solo requiere 6 grados de libertad para lograr el mismo rango de movimiento. Agregar aún más articulaciones al brazo agrega más puntos débiles, lo que aumenta la fragilidad general del brazo, sin agregar absolutamente nada al rango de movimiento alcanzable . Agrega un poco de redundancia adicional, lo que permite un rango de movimiento más amplio incluso con una articulación rota, pero dado que normalmente evita usar un brazo con una articulación rota de todos modos, esta redundancia tiene un valor muy limitado.

Es muy probable que haya una buena razón por la que ningún animal haya desarrollado extremidades que se vean así: la singular y leve ventaja de la redundancia no compensa la desventaja de una mayor complejidad y fragilidad del brazo.

Consulte: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22255087

Además, menos articulaciones significa brazos de palanca más largos para una variedad de acciones.
Muchas gracias, supongo que me quedaré con un solo codo entonces. Solo una última cosa, que no entendí mucho en la pregunta: la extremidad anterior tiene una extensión en la región del codo, que planeé para funcionar como un mejor punto de anclaje para los músculos, ya que parece estar presente en muchos cánidos. ¿Debería eliminar eso también o eso podría ser algo bueno?
@ProjectApex Eso suena razonable, las protuberancias óseas aparecen en el reino animal como puntos de anclaje/palanca para músculos fuertes. Algunos animales tienen lo que se llama una cresta sagital, básicamente una cresta de hueso que proporciona la estructura necesaria para permitir músculos de la mandíbula tremendamente fuertes. Un animal con músculos de las extremidades excepcionalmente fuertes podría tener estructuras análogas en los brazos/piernas.
@Nuclear Wang Muchas gracias, lo tendré en cuenta entonces, también gracias por la nueva información, estaba al tanto de esa cresta ósea, pero no sabía que en realidad permitía una musculatura mandibular más fuerte
La idea de que el codo es redundante contradice la afirmación de que las manos pueden alcanzar cualquier posición en el espacio en cualquier orientación. Si tus brazos tuvieran esa longitud pero no tuvieras codos, no podrías rascarte la parte superior de la cabeza.
Tenga en cuenta que esto solo se aplica si lo único que le importa es la "posición y orientación de la mano" dentro de una pequeña región del espacio. Tener una articulación adicional permite cosas como mover el brazo mientras agarra un objeto o seleccionar caminos para la mano que cumplen objetivos secundarios, como no derramar un recipiente que está sosteniendo.
¿Qué pasaría si la articulación del hombro tuviera solo uno o dos grados de libertad y la articulación adicional proporcionara otro?
@Nij, no creo que Nuclear haya dicho que la articulación del codo es redundante. Claramente necesitas ese, pero uno de los ejes de los hombros es redundante con uno de los de la muñeca.
NuclearWang menciona la redundancia inmediatamente después de la oración en la que discuten la ventaja de las uniones adicionales, en el contexto de una pregunta sobre por qué las uniones adicionales no se encuentran en la naturaleza y serían teóricamente desfavorables. Solo hay tres articulaciones en el brazo, y solo una contiene un solo grado de libertad, por lo que se supone que esta articulación es redundante junto con su DOF, no solo la DOF en una de las otras articulaciones. @RichardTriangle
La afirmación de que ningún animal ha evolucionado como este está en contradicción con la respuesta de @TedWrigley, en la que se presenta un ejemplo bastante sencillo de una extremidad como esta.
¿Qué quieres decir con que ningún animal desarrollaría tal extremidad? Ese diseño de extremidades ha evolucionado varias veces, desde cánidos hasta ungulados. Tengo que votar esto dos veces solo por hacer una declaración tan descaradamente falsa.
Por lo que puedo decir, no hay ningún animal que tenga dedos al final de una extremidad como esta. Tienes animales como ungulados con articulaciones que están espaciadas de manera diferente (lo que hace que muchas personas se pregunten por qué la rodilla de un perro está "al revés", esa no es la rodilla), pero no puedo pensar en ninguno que solo tenga articulaciones adicionales.

Las patas de la mayoría de los ungulados en realidad tienen múltiples articulaciones en la forma que usted describe. La rodilla, entre el fémur y la tibia/peroné, forma una articulación, y lo que consideramos la parte inferior de la pierna del caballo es en realidad un hueso tarsiano extendido con la articulación del tobillo (en el calcáneo) siempre elevada. Los 'pies' de ungulados son en realidad dedos simples o dobles: pezuñas sólidas o hendidas.

anatomía esquelética de la pata trasera de un caballo anatomía esquelética de la pata trasera de un caballo

Este diseño le da a la pata del ungulado una potencia extra que se traduce en velocidad y maniobrabilidad. Pero esto se produce a expensas de la flexibilidad: las patas de los ungulados solo se mueven en una dirección, con una libertad lateral mínima.

No es imposible que una criatura que no corre desarrolle extremidades con dos articulaciones, pero requiere algunos contextos extraños. Por ejemplo, las criaturas voladoras como los pájaros y los murciélagos han extendido los huesos de sus dedos para que actúen como huesos estructurales, lo que convierte a la muñeca en una segunda articulación del brazo, y el aye aye ha desarrollado un dedo alargado con una movilidad articular especial para alcanzar las "esquinas". para llegar a las larvas. Estoy seguro de que todos podemos pensar en situaciones en las que simplemente no podemos doblar los dedos de la manera correcta para alcanzar algo que hemos dejado caer por una grieta, pero me resulta difícil imaginar un entorno tan estructuralmente complejo que Ser una ventaja evolutiva para desarrollar una articulación adicional para alcanzar a lo largo de trayectorias de torsión.

Todo lo que tiene que suceder es que las criaturas con esta estructura de extremidades se conviertan en escaladores. Evolution trabaja con lo que tiene.
@Juan, Sí. Estaba pensando que no hay una ventaja particular en esta estructura de extremidades para escalar que pueda crear un sesgo de selección. pero tienes razón en que una criatura que ya tenía esta estructura (porque evolucionó como velocista) probablemente la adaptaría para escalar.

Las patas de araña tienen siete segmentos:

Diagrama de la anatomía de las patas de araña.

Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Spiderlegdiagram.png

El último segmento tiene garras, que es como la araña se aferra a las superficies.

Las tarántulas pueden ser tan grandes como las ratas y todavía pueden trepar bastante bien a las superficies. Si sus criaturas son de ese tamaño, tener más articulaciones no debería ser un problema cuando se trata de escalar o lo que sea.

Sin embargo, si son más grandes, vea la respuesta de L.Dutch .

Al ser vertebrados, vuestra criatura tiene un punto más para romper ligamentos. Solo se necesita que un codo se estropee para que todo el miembro se estropee. A la larga, la evolución puede favorecer menos codos debido a eso. Entonces, para que el codo adicional dure eras geológicas, debe proporcionar alguna ventaja: selección sexual o mayor rango de movimiento para la extremidad que la criatura necesita de alguna manera.

Si tienes una copia de una espora, puedes ver cómo funcionaría esa criatura. Pasa a la segunda etapa, dibuja tu criatura en el juego y luego corre por la isla ;)

Uno puede lanzar piedras a grandes distancias con esa extremidad.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lanzador de lanzas

En el caso del lanzador de lanza, no es el número de articulaciones lo que importa, es la longitud de la cosa. Piensa cuánto necesitas la articulación de tu codo para usar uno.

Creo que sería un obstáculo para que una criatura trepe.

La razón es simple: si te sostienes sobre un objeto, tu brazo, antebrazo y objeto, o mejor tu hombro, tu codo y tu muñeca forman un triángulo que, como nos enseñan desde la escuela primaria, no se puede deformar, asegurando una firme sostener.

En cambio, cualquier figura geométrica con más de 3 lados se puede deformar fácilmente, por lo que no podrá sujetar fácilmente el objeto.

Si el objeto es un árbol o una roca, significa más facilidad para caerse y lastimarse. No es la mejor situación para poder reproducirse.

Creo que depende del tamaño de la criatura. Las patas de araña tienen siete segmentos cada una y están adaptadas para escalar.
@Renan, y también tienen una correa de seguridad incorporada
La idea de una estructura triangular indeformable requiere que en realidad sea una estructura triangular. Dos objetos largos rígidos conectados en una sola articulación no son uno de ellos, por lo que, a menos que haya algo rígido sostenido en la mano y asegurado de alguna manera directamente al hombro, que aparentemente no es el medio que usted describe, no existe tal estructura indeformable. . Es el punto central de doblar las rodillas al aterrizar, los grupos de músculos pueden absorber el impacto al permitir gradualmente una mayor flexión, cambiando significativamente la distancia entre la cadera y el tobillo/pie, porque nada los une directamente.
@Nij, tu razonamiento es erróneo: cuando aterrizas, no tienes un palo entre la nalga y la bola del pie. Si lo tuvieras, eso haría el triángulo. Dije claramente que el triángulo se hace cuando te aferras a algo, para que no quede ningún cabo suelto.
Sostener algo en la mano no es suficiente. También tiene que estar asegurado al hombro. De lo contrario, no tienes un triángulo en absoluto, solo dos cosas largas que forman una cadena desde un cuerpo hasta un objeto.
¿alguna vez has estado escalando?
@ L.Dutch-ReinstateMonica, ¿quizás un diagrama ayudaría? Estoy tratando de imaginar el triángulo del que hablas mientras subes, y no lo veo. Si el hombro, el codo y la muñeca son las esquinas del triángulo, no existe una conexión rígida directa entre el hombro y la muñeca, y no veo qué es diferente de su crítica del argumento de Nij. Sin un palo entre el hombro y la muñeca, no hay triángulo, ¿verdad?

Un Ibex (ungulado) es un gran escalador en superficies rocosas extremadamente empinadas y un jaguar (digígrado) es excelente para trepar árboles, creo que puede ser necesario usar las cuatro extremidades para escalar, saltando sobre la superficie como lo hacen ambos animales, pero una vez en un área segura, las extremidades anteriores podrían actuar como brazos nuevamente.

2 miembros anteriores acodados: ¿ventajoso o perjudicial?
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