Este sitio cuenta con cientos de preguntas sobre el tamaño de criaturas particulares y el efecto que la ley del cuadrado-cubo tiene sobre ellas. Sin embargo, estas preguntas generalmente se enfocan únicamente en el esqueleto y, a menudo, se responden con ejemplos de gigantismo, que es un problema de crecimiento en el que las extremidades del cuerpo crecen de manera desproporcionada en comparación con los órganos que intentan sostenerlo.
A medida que aumentamos la escala de un insecto, por ejemplo, sabemos que en algún momento su método de respiración se vuelve insuficiente y su esqueleto se volverá demasiado pesado. Entonces tenemos que usar otra solución para resolver estos problemas: pulmones y endoesqueletos. Luego, a medida que hacemos crecer una criatura insectoide, sabemos que surgen otros problemas en una progresión establecida, como el método de articulación de las piernas que requiere diferentes métodos. La pregunta que tengo es: ¿cómo se ve esta progresión cuando comenzamos a escalar desde un tamaño humanoide hacia arriba?
Como ejemplo de la respuesta que estoy buscando aquí hay una respuesta hipotética:
Lo primero que necesita una solución es el esqueleto para soportar el peso, centrándose principalmente en las piernas y las caderas. Lo siguiente que falla son los músculos, que simplemente no pueden crear suficiente área de superficie en su sección transversal para soportar eficientemente su propio peso y agregar más fuerza a la criatura en general. Entonces la presión arterial se convierte en un problema... luego los problemas neurológicos para controlarla... luego el área de la superficie del tejido pulmonar, la longitud del intestino, la posición del hígado, los riñones, etc.
El objetivo es dar a las personas con preguntas una guía simple sobre qué tamaño le hace a una criatura, y dónde aproximadamente en la escala de tamaño será su criatura y los cambios necesarios para que sea una realidad.
Cuando se habla de tamaño y peso, se debe tener en cuenta que existen algunos mecanismos de "trampa". Por ejemplo, ¿por qué los dinosaurios eran más grandes que los mamíferos en general? ¡Estaban haciendo trampa! Por ejemplo: huesos de tubo hueco - más livianos y más sólidos, "doble respiración" - muchos de estos huecos se usaron como bolsas de aire, cerebro pequeño - más recursos para los músculos, menos producción de calor, etc.
Esto significa que esta lista es muy específica para el tipo de animal del que estamos hablando. Para los humanos, el primer punto crítico es la fractura de cadera, para el hipo y el elefante son las rodillas, para los peces es el metabolismo (no puede comer lo suficientemente rápido), para los dinosaurios es el manejo del calor, para los insectos es la respiración.
Simplemente no puedes tener una "tabla de trucos" universal para todas las criaturas.
La mejor manera de vencer la tiranía de la ley del cubo cuadrado es invertir en estructuras, sistemas de distribución y órganos basados en fractales. Un alto grado de fractalidad (conocido como dimensión fractal) puede hacer que un sistema 1D, 2D o 3D se comporte como si fuera de una dimensión más alta de lo que realmente es. Un ejemplo de tal sistema son sus pulmones. Dependen del área de la superficie para difundir el oxígeno, pero se escalan como si estuvieran en algún lugar entre 2 y 3 dimensiones.
Si tu criatura desarrollara superficies y volúmenes perfectamente fractales, tal vez podrían escalar indefinidamente, sin estar más atados por la tiranía del cubo cuadrado. Si fuera perfectamente fractal, el área de superficie de los pulmones, los capilares, la piel y más de su criatura se escalaría cúbicamente, preservando las proporciones de área de superficie a volumen necesarias para diferentes organismos.
Debo señalar que tal patrón fractal sería prácticamente imposible en cualquier organismo vivo, pero es teóricamente posible . Desafortunadamente, no puedo ver una manera de que las cosas que dependen del área de la sección transversal se beneficien de la misma manera de ser altamente fractales. Como mínimo, no tienes que preocuparte por las áreas superficiales mientras escalas si asumes que son altamente fractales.
Los fractales son una de las razones por las que muchas de las siguientes ecuaciones aumentan en 1,75 en lugar de 2. ¡Eso es lo que yo llamo eficiencia evolutiva!
Algunas ecuaciones y conceptos útiles para tener en cuenta a medida que los animales escalan:
N = número de veces que se duplica la masa.
La frecuencia cardíaca disminuye en 1,25^N.
La vida útil aumenta en 1,25 ^ N.
Las calorías requeridas aumentan en 1,75^N.
El tamaño del cerebro aumenta 1,75^N.
La sección transversal de la aorta aumenta 1,75^N.
Las densidades mitocondriales celulares disminuyen en 1,25^N.
El número total de latidos del corazón en una vida permanece constante.
La relación entre la masa y el área de la sección transversal aumenta en 2^N.
*implica que los huesos deben duplicar su tamaño relativo cada vez que se duplica el tamaño de una criatura
*no se aplica explícitamente a los sistemas circulatorio y respiratorio en la mayoría de los animales, ya que son significativamente fractales y, por lo tanto, escalan en 1,75 ^ N
El tamaño medio de celda se mantiene constante
La presión arterial y la velocidad permanecen constantes.
Muchos de estos números provienen del libro Escala , fantásticamente escrito , que, como su nombre lo indica, es una lectura fantástica sobre el efecto que las diferencias de tamaño tienen en la vida y los patrones inherentes a la vida de todos los tamaños.
En una nota final, hay muchos más factores que afectan la escala, pero esos son algunos de los clave y, con suerte, pueden guiar su pensamiento.
Demigan
ksbes
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elpolloloco
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