¿Existen alternativas útiles a los músculos?

Si, absolutamente.

Ten paciencia conmigo, esto requerirá alguna explicación.

El bioquímico Michael Behe ​​ha realizado un vídeo espléndido que muestra algunas de las cosas asombrosas que las bacterias pueden hacer con los nanomotores.

^{Discovery channel, Michael Behe ​​2021 uso justo}

Hechos asombrosos:

Se sientan en la pared celular, con la cola en el medio circundante. Estos motores pueden girar a velocidades de hasta 100.000 RPM, pueden detenerse (dentro de un cuarto de rotación) y luego pueden invertirse a la misma velocidad. El impulso de una sola de estas cosas onduladas solo puede impulsar una pequeña bacteria a un ritmo moderado. Hasta ahora tan notable.

Si estos pueden alinearse dentro de un pequeño capilar para que todos bombeen en la misma dirección, y un sistema de estos capilares está conectado a un tubo arrugado dentro de una funda de material semirrígido y muy fuerte como el tejido conectivo - hecho de tendón fibras, entonces se puede generar una fuerza de empuje o tracción a medida que el tubo se infla y desinfla. Esto constituiría el bloque de construcción básico de un sistema muscular hidráulico, solo necesitaría ser ampliado para alimentar todo el organismo.

Nada en la tierra.

En la tierra no hay nada con un rendimiento ni siquiera cercano al músculo. Tenga en cuenta que el músculo es básicamente una forma especializada del citoesqueleto, por lo que la mayoría de las células ya vienen equipadas con él, y el camino de menor resistencia suele ser simplemente usarlo y no inventar otra cosa.

Hipotéticamente, algo más podría existir en los extraterrestres, pero si su bioquímica es similar, funcionaría como los músculos, con un cambio de forma de proteína inducido, por lo que regresa al problema de los mionemas.

Depende de lo que defina como músculo , pero para mí la respuesta podría ser muy definitiva si simplemente define no músculo como algo que funciona de una manera diferente.

Consideraría que una célula contráctil que funciona con un principio biomecánico diferente es diferente a un músculo: una C-Cell.

1. Incluye un tejido fibroso interno que conecta ambos extremos de la C-Cell. Luego tuerza la fibra, contrayendo la celda (similar a la forma en que puede apretar un torniquete girándolo). El par de torsión incluso podría ser proporcionado por un motor bioeléctrico; incluso me referí al motor de flagelo como un no músculo en una respuesta anterior en Worldbuilding, así que soy coherente :-)

2. Reduzca el volumen general de su C-Cell activando un cambio de fase en alguna parte de la celda. Suponga que tiene una cámara interna que normalmente contiene un gas que se mantiene a una temperatura justo por encima del punto de ebullición de cualquier sustancia que se necesite para la exobiología. Para contraer la C-Cell, apague la cámara interna, convirtiendo el contenido en líquido. Esto sería ideal para las C-Cells que rara vez necesitan contraerse/expandirse pero idealmente mantienen cualquiera de los dos estados con poco gasto de energía, como los esfínteres.

3. Reemplace parte de C-Cell usando un equivalente biológico a la aleación con memoria de forma , SMA. Aunque los metales SMA se activan con los cambios de temperatura, las versiones basadas en proteínas también podrían activarse a través de enzimas o quizás eléctricamente.

Cilios

(Incluiría una imagen de Wikipedia aquí, pero parece que Imgur no puede manejar un enlace simple , por lo que tendrá que hacer clic en él)

La respuesta anterior muestra el flagelo bacteriano, que de hecho es un motor molecular capaz de hacer girar una proteína fuera de la célula. Los paramecios, los humanos y otros eucariotas tienen un dispositivo más sofisticado, que consta de nueve conjuntos de microtúbulos alrededor de un núcleo central, rodeado por una extensión de la membrana celular. Las proteínas motoras (brazos de dineína) en cada microtúbulo empujan contra los demás. El concepto es similar al movimiento muscular, pero esta estructura es capaz de doblarse en muchas direcciones diferentes.

En los seres humanos, los cilios pueden formar la base de estructuras bastante notables, como en el fotorreceptor, donde un solo cilio agrandado forma el "segmento externo" de la célula: una gran parte de la célula total, anclada por una pequeña conexión.

En sus alienígenas, cientos de cilios podrían vincular un "segmento externo" y un "segmento interno" de una célula, y ser capaces de mover el segmento externo en un plano bidimensional en relación con el segmento interno. Suponiendo que muchas de estas celdas se apilan en una matriz grande, cada una se mueve un poco más por el nivel anterior (un paso más proximal) de la matriz. el pequeño desplazamiento en cada paso se amplificaría, permitiéndoles mover un gran tentáculo tan lejos como pueda doblarse, en muchas direcciones posibles. El tentáculo podría doblarse de diferentes maneras en cualquier punto a lo largo de su longitud, tanto como (al menos conceptualmente) con un cilio individual.

Tal tentáculo no tendría "músculos" visibles, y no habría una forma específica de controlarlo músculo por músculo. Más bien, un conjunto de señales nerviosas, transportadas por nervios más tradicionales a cada posición a lo largo del tentáculo, tendría que pasar a través de todas las células en ese nivel proximodistal. El par de señales controlaría el movimiento en cada uno de los dosdirecciones. Esto implica que cada célula necesitaría poder pasar dos tipos diferentes de potencial de acción al mismo tiempo, cada uno con su propio efecto, sin confundirlos. Quizás las células podrían tener un ritmo innato, estando abiertas a los potenciales de acción de despolarización en una etapa del ciclo ya los potenciales de acción de hiperpolarización en la otra. La frecuencia y el patrón de cada tipo, relativo solo a sí mismo, determinaría cuánto se doblan los cilios en una de las dos direcciones perpendiculares.

La circulación que nutre las células podría pasar a través de los estrechos espacios dentro de cada célula que están conectados por cientos de cilios. Esto podría suministrar la fuente de energía necesaria para la contracción extracelular , directamente a la membrana del cilio, desde donde la energía podría enrutarse directamente a la dineína justo dentro de la membrana.

No hay reemplazos musculares en absoluto

Si los extraterrestres no usan músculos, es plausible que nada en el planeta alienígena lo haga. Eso significa que todo es más lento, lo que hace que las velocidades respectivas sean importantes. Puedes hacer que cada criatura se mueva mucho más despacio con métodos de planta y demás. La clave es el bajo consumo de energía durante las horas/días activos. Aunque cambiaría mucho en su forma de vivir, sin duda puede tener un ecosistema adaptado a esto.

Bueno, en teoría podrías usar tejido en expansión en lugar de tejido en contracción para mover un cuerpo. Llamemos a esto un "antimúsculo", ya que empuja el esqueleto en lugar de tirar.

Digo "en teoría" porque usar tensión es simple y compresión no lo es. La tensión en un músculo lo mantiene en una forma adecuada. La mayoría de los músculos están conectados a dos huesos diferentes mediante dos tendones y eso es todo lo que necesitan para funcionar correctamente.

Mientras tanto, un antimúsculo requeriría mucho más soporte externo para mantenerse en forma. Los músculos son flexibles y no rígidos, mientras que los pistones hidráulicos deben ser rígidos para empujar correctamente. Aunque los antimúsculos probablemente no sean hidráulicos, aún necesitarán su fuerza para ser dirigidos. Si hay un punto débil en la contención de un antimúsculo, se derramará y desperdiciará energía y fuerza al hacerlo.

Lo más cercano a esta contención que vemos en los vertebrados son los ligamentos que dirigen los tendones a través de las articulaciones, como en la muñeca y el tobillo en los humanos. Pero no se trata de una contención total a lo largo de un músculo como veríamos con los antimúsculos, que requerirían mucho tejido conectivo.

Este puede ser un tipo de tejido viable cuando se combina con un exoesqueleto, ya que las partes internas del exoesqueleto pueden proporcionar mucha contención para los antimúsculos a medida que empujan. Los sacos de aire internos proporcionarían más apoyo y también permitirían cambiar fácilmente el volumen muscular a medida que las personas aumentan de volumen y pierden músculos.

TU PREGUNTA:

Teniendo en cuenta todo esto, ¿hay algún tejido que pueda permitir un movimiento similar al de un animal sin necesidad de tejido muscular?

MI RESPUESTA:

Los motores hechos de hueso, dentina, esmalte de hierro , vuelven a crecer todas las partes rotas de la misma manera que se vuelven a crecer las uñas.

El hierro es tan común en la naturaleza y en los alimentos que las personas se intoxican fácilmente con los alimentos. Los castores necesitan romperse los dientes de hierro a propósito porque crecen demasiado. Los recursos están ahí.

Use energía química, presión de gas o calor para mantener el motor en marcha.

• Los animales terrestres pueden tener cuernos sin vasos sanguíneos en su interior, los cuernos pueden volver a crecer de la misma manera que crece el cabello.

• Las articulaciones de los hombros son capaces de realizar movimientos de 360 ​​grados en la mayoría de los animales terrestres e incluso en los acuáticos.

• La vida terrestre es capaz de ejercer suficiente energía para triturar rocas y romper barras de metal.

• La vida terrestre es capaz de ejercer presiones internas lo suficientemente fuertes como para contrarrestar la presión del océano más profundo.

Tiene todos los ingredientes en la lista anterior, ahora colóquelos en una locomotora biológica impulsada por calor/presión interna.

Los milpiés ya parecen bio-locomotoras, solo tienes que cambiar el mecanismo de relojería interno.