La anatomía de un generador de microondas orgánico.

Tengo un concepto para una especie de organismo que habita en el Ártico (llamémoslo simplemente oso polar) que desarrolló un órgano capaz de producir microondas, que utiliza para hacer un túnel a través del hielo.

Si tal cosa es posible, mi pregunta es: qué órgano(s) ya existente(s) evolucionaría(n) en este nuevo órgano (como cómo evolucionaron los electrocitos de las células musculares en las anguilas eléctricas), qué estructuras y procesos orgánicos se desarrollarían dentro de este órgano, y ¿Qué ramificaciones tendría esto en la fisiología del organismo? Es decir, ¿cómo cambiaría su cuerpo para hacer frente a este nuevo órgano?

Esta es una pregunta muy subjetiva y votaré para cerrar como POB. Con suficiente tiempo, casi cualquier cosa puede convertirse en cualquier cosa. La biología ya usa electricidad, por lo que, a posteriori, es lógico que un músculo pueda evolucionar hasta convertirse en un electrocito. Pero nada sobre biología (que yo sepa) usa microondas, lo que hace que esto sea una suposición completa, que está fuera de tema. Además, hacer 4 preguntas es demasiado amplio (también una razón para cerrar). Si hace una pregunta específica y califica la pregunta para que pueda haber una mejor respuesta, me complacería retractarme.
En el momento de este comentario, las dos respuestas no parecen haber abordado la preocupación de que las microondas, aunque son buenas para calentar agua líquida , el hielo realmente no responde a la energía de las microondas. A menos que tenga razones convincentes para escribir esto en su historia (para lo cual necesitaría inventar un escenario elaborado que involucre arrojar agua caliente sobre el hielo para derretirlo), es posible que desee ir con infrarrojos como más práctico.
Con el cambio de microondas a infrarrojos, la respuesta más simple es un mamífero sin pelo. Todos los mamíferos son generadores de infrarrojos. Y los sin pelo los hace mejores emisores.
Creo que es una mala práctica reformular radicalmente una pregunta después de que la gente comienza a responderla. Crea una discontinuidad en la que los esfuerzos de las personas que brindan respuestas parecen erróneos, ya que respondieron una pregunta anterior. Es una mejor práctica, y más respetuosa de los esfuerzos de los contribuyentes, crear una nueva pregunta. Tal como está ahora, todos los que proporcionaron respuestas parecen bastante tontos desde que cambió el tema de su pregunta.
Casi consideraría este XKCD What-if como una respuesta. Desde una perspectiva energética, derretir hielo es muy costoso para un animal.
Amigo, no. No cambie por completo el tema de su pregunta después de haber proporcionado las respuestas . Envíe una nueva pregunta en su lugar.
¿Infrarrojos (que son todas las criaturas de sangre caliente) o microondas? Es una diferencia GIGANTE .
¿Por qué no le echas una hoja al libro de la madre naturaleza? Un animal existente que puede atravesar material sólido es el topo.
¿Es importante para su historia que puedan emitir radiación, o podrían usar sal para ayudar a perforar el hielo?

Respuestas (5)

Es un extraterrestre de un planeta donde todos los equivalentes vertebrados tienen huesos de metal. En su caso particular, tiene un órgano con huesos metálicos enrollados que puede funcionar como una antena de microondas, conectado a electrocitos que pulsan a frecuencias de microondas. Las microondas que genera este órgano luego son enfocadas por un plato de "hueso" de metal y proyectadas a través de una capa de cuerno sobre las cosas que quiere calentar (p. ej., animales de presa, muy probablemente).

Evolucionó este órgano a partir de las radios orgánicas crudas que los animales en este planeta desarrollaron como resultado de la conexión de los nervios a sus huesos para registrar el voltaje que registraron sus huesos mientras actuaban como antenas de radio, luego otros animales desarrollaron electrocitos que podrían transmitir señales así como recibirlos.

TL; DR: la generación de microondas de alta potencia a partir de mecanismos orgánicos es muy, muy difícil y evolutivamente poco probable. Las microondas también son una forma terrible de hacer túneles a través del hielo. Tenga en cuenta que los osos polares y las focas leopardo no se molestan en el mundo real; ¿Quién eres tú para discutir con esos depredadores del ápice altamente efectivos?


Como otra respuesta ya toca la ineficiencia de derretir hielo (¡más aún cuando considera que no hay alimentos densos en energía para que valga la pena el túnel!) No entraré en eso, pero consideremos los problemas fisiológicos de microondas generación.

Los generadores de microondas tienen dos tipos importantes de materiales que son difíciles de encontrar en la naturaleza: materiales transparentes a las microondas , para cubrir y proteger el extremo comercial del dispositivo emisor, y materiales reflectantes de microondas para garantizar que todas las microondas vayan a donde se necesitan. (p. ej., en la parte delantera) y no son absorbidos por el resto del equipo, lo que provocaría pérdidas de energía, calentamiento y daños no deseados.

Los polímeros livianos como el poliestireno o el polietileno son fáciles de conseguir gracias a la química y la industria modernas, pero no hay muchos buenos equivalentes biológicos. La presencia de cualquier agua es indeseable (debido a la pérdida de energía resultante, la generación de calor y, en última instancia, el daño físico que resultará) y el crecimiento de una membrana biológica libre de agua suena como una pesadilla absoluta, y es muy poco probable que evolucione de forma natural. Es remotamente posible que pueda tener algún tipo de capa súper delgada de hueso, cuerno, cabello o diente especializado y que la capa de células extruidas muera, tal vez.

Del mismo modo, las láminas de metal y las mallas metálicas han estado disponibles para los humanos durante milenios, pero la deposición masiva de metales en criaturas orgánicas no es una cosa, y mucho menos la formación de bonitas cavidades reflectantes suaves. No hay un camino evolutivo obvio para tal rasgo ... parece que los compuestos minerales / proteínas que la mayoría de los animales con dientes, huesos o conchas producen son lo suficientemente buenos sin la molestia y el gasto energético de refinar metales.

Finalmente, incluso si ha resuelto esos dos problemas no insignificantes, necesita generar microondas. Los enfoques humanos para esto involucran tubos de vacío (¡buena suerte desarrollando una cavidad sellada al vacío en un organismo biológico!) o semiconductores. Es posible que este último pueda tener algunas contrapartes orgánicas, pero: son fuentes de microondas de baja potencia, del tipo útil para la comunicación, tal vez, pero no para generar las enormes cantidades de energía que necesita para derretir suficiente hielo para que quepa su cuerpo.

Si bien es imaginable que un órgano pueda evolucionar para emitir microondas de baja potencia, esta no es una forma práctica de hacer un túnel a través del hielo.

Derretir hielo, cambiarlo de sólido a líquido sin alterar sustancialmente su temperatura , requiere mucha energía. Según Wikipedia, energía suficiente para elevar la temperatura de una masa igual de agua en 80°C. Luego, debe aumentar la temperatura del agua recién derretida lo suficiente como para dejar que fluya antes de que el calor se filtre hacia el hielo circundante y se congele nuevamente.

Tu criatura necesita irradiar toda esa energía en forma de microondas sin cocinarse, lo cual no es plausible, suministrar bastante más energía química al órgano generador de microondas, que no va a ser 100 % eficiente, y comer lo suficiente para suministrar toda esa energía química. así como sus necesidades normales. Simplemente no es evolutivamente plausible. Evolucionar garras o dientes fuertes, y los músculos para usarlos para hacer túneles a través del hielo es mucho más práctico.

La pregunta ahora se ha cambiado a emisiones infrarrojas, en lugar de microondas. Esto proporciona un uso más efectivo de la energía radiada, pero como no consideré la ineficacia de las microondas en el derretimiento del hielo, simplemente hace que mi respuesta sea menos optimista . La construcción de túneles a través de la radiación infrarroja sigue siendo completamente impracticable desde el punto de vista energético.

Hacer un túnel a través del hielo marino o del hielo glacial es básicamente poco práctico sin importar los medios que utilice. No hay muchas criaturas que atraviesen rocas sólidas, por ejemplo, y es menos probable que mueras congelado al hacerlo.
La roca sólida @starfishprime suele ser al menos 5,5 a 6 veces más densa que el hielo. Los osos polares cavan en el hielo para construir sus guaridas.
@Renan cavan en la nieve densa, no en el hielo. El hielo es demasiado duro para que los osos polares hagan túneles y es un material mucho más efectivo para perder calor corporal.

Estoy de acuerdo con todas las observaciones de que tal órgano sería tan poco probable que evolucionara como el Pez de Babel de Douglas Adam. Pero, si lo hiciera, lo más probable es que tuviera estas propiedades.

  1. Una dimensión primaria, la más larga, un múltiplo entero de 6,25 cm. Esto permitiría que la cavidad resonara a la misma frecuencia que un horno de microondas ~2,3 GHz, la frecuencia de resonancia del hidrógeno

  2. El órgano sería una especie de MASER en el cráneo, la columna vertebral, los omoplatos o la pelvis del animal. La longitud de onda de la emisión excita los átomos de hidrógeno en las moléculas y, si bien es buena para ablandar el hielo, es mala para el tejido orgánico, ya que tenderá a hacer que sus proteínas se cocinen. Creo que esto significa que el resto del oso o la morsa deben estar protegidos de la emisión. No puedo pensar en una manera realmente buena de hacer ese tipo de blindaje de metal que sería extraño. Conceptualmente, una serie compleja de materiales en capas podría formar un patrón de interferencia y actuar como un espejo de RF, pero no parece evolutivamente probable.

  3. Algún tipo de reacción química similar a una batería de celda primaria para generar la energía necesaria para impulsar el máser orgánico en el cráneo del oso (o donde sea)

El máser no derretiría el hielo, pero dado que la profundidad de la piel de 2,3 GHZ es muy larga, el máser podría ablandar el hielo y causar fracturas, lo que permitiría la gran fuerza física del oso y las garras de adamantium. Lo siento, esos son glotones, ¿verdad? osos: garras fuertes y afiladas para tallar el hielo.

Dijiste "túnel". No dijiste "derrite un enorme globo de hielo que deja el espacio vacío deseado".

Se requieren diferentes tácticas. La criatura no derretirá túneles enteros. Utilizará una u otra cosa para cortar bloques que luego podrá empujar fuera del túnel. Está evolucionando como un cuchillo de hielo, no como un excavador de túneles subterráneos. Es un cuchillo de nieve como el que usan los habitantes del norte para construir refugios con hielo.

No microondas, no ultravioleta, sino ultrasonido. El bicho tendría un elemento especialmente desarrollado en sus garras que enviaba un pulso de ultrasonido para debilitar el hielo a lo largo de una rebanada estrecha. Haría esto para debilitar un bloque que luego podría sacar usando la fuerza física bruta normal. Tal vez tiene un patrón particular con el que comienza desde la superficie para que pueda sacar trozos de hielo y luego empujarlos fuera del túnel. Tal vez tenga diferentes frecuencias para diferentes tipos de hielo, dependiendo de la cantidad de aire atrapador, etc.

La cantidad de hielo que realmente tiene que afectar es extremadamente pequeña, tal vez una fracción de milímetro. En principio, podría usar mucha menos energía haciendo esto que tratando de romper los bloques con sus garras. Las divisiones serían mucho más limpias con menos fracturas, por lo que el túnel sería más estable. El oso podría incluso ser lo suficientemente inteligente como para usar los bloques expulsados ​​para construir una estructura simple en la entrada del túnel. Aunque sea un simple montón de bloques para disimular la entrada del túnel.