¿Qué tan rápido podría evolucionar un homínido para correr?

Esta pregunta está relacionada con el mundo medieval de mi pregunta anterior en la que varios tipos de homínidos inteligentes evolucionaron de forma aislada, hasta que fueron redescubiertos, conquistados y criados en un sistema de castas biológicas por una especie dominante.

ANTECEDENTES

Para ir con mis trabajadores agrícolas me gustaría un homínido guerrero que pueda correr increíblemente rápido. Idealmente, podrían terminar en un papel militar comparable al de la caballería ligera; moviéndose rápidamente por el campo de batalla, haciendo escaramuzas donde sea necesario y luego rompiendo. (Editar: priorizarían la velocidad sobre la resistencia, sin dejar de ser capaces de correr y luchar el tiempo suficiente para ser útiles antes de salir).

Pero primero, hay algunos problemas obvios con esto que deben resolverse, por lo que, a diferencia de la última vez, dedico toda esta pregunta solo al tema de la velocidad. Primero, el bipedalismo y una velocidad de carrera superior a la humana no es una estrategia evolutiva común, así que necesito justificar eso. En segundo lugar, también deben ser viables como soldados de combate cuerpo a cuerpo, por lo que me gustaría que fueran altos y fuertes. Dependiendo del físico, esto puede no ser propicio para la velocidad.

No tengo un buen conocimiento de la mecánica, pero anticipo que una solución podría ser que se pusieran a cuatro patas mientras corren. Si es así, sería una solución viable pero imperfecta, porque crea todo tipo de problemas para sostener armas, especialmente las grandes como lanzas. Afortunadamente, puedo pensar en dos corredores grandes, rápidos y 100% bípedos del reino animal: el avestruz y el canguro. Pero no estoy seguro de qué lecciones se pueden aplicar a un físico reconociblemente homínido.

PREGUNTA

  • ¿Qué tan rápido podría evolucionar para correr un homínido inteligente del tamaño de un humano o mayor? ¿Cómo diferiría su fisiología de la nuestra? Como beneficio adicional: ¿en qué circunstancias podría evolucionar una criatura así? ¿Podrían volverse lo suficientemente rápidos para ser un competidor factible en un mundo con caballería, o tendría que eliminar las monturas de rápido movimiento como los caballos del mundo para hacerlos más efectivos?
En términos generales, hay dos tipos de velocidad que podrías querer desarrollar; velocidad y resistencia. Ambos tienen sus usos, y en su mayoría son incompatibles entre sí, ya que usan los músculos de diferentes maneras. ¿Podría aclarar en qué estaba pensando, la velocidad de corto alcance o la capacidad de correr largas distancias? Ayudará con la fisiología.
@TimB: Esa es una gran pregunta. Donde todo se reduce a una elección, correr a toda velocidad. La advertencia es que necesitan tener suficiente resistencia para ser útiles en la guerra. (Aunque eso no significa tanto como los soldados humanos, y la necesidad de sacar equipos de corredores y proteger a los cansados ​​mientras descansan podría incluso ser una faceta interesante de la estrategia).
Piense en Patas Monkeys ~ 35 mph y también Gibbons. Los gibones alcanzan velocidades similares a través de los árboles balanceándose. Podría ser que para la guerra en terreno no abierto, estos muchachos, con una forma inusual de locomoción, serían un candidato ideal.

Respuestas (4)

¿Alguna vez te has preguntado cuál es la diferencia entre la carne roja y la carne blanca?

Los animales como las vacas y las ovejas son animales de manada. Su estrategia de supervivencia para los ataques de los depredadores es poder dejarlos atrás. No corras más rápido, solo corre por más tiempo que el depredador. Esto significa que sus músculos pueden estar saturados de hemoglobina por más tiempo; no pueden llenar el músculo con sangre tan rápido como un depredador de emboscada, por lo que tienen que aumentar su velocidad máxima, pero la sangre tampoco abandona el músculo rápidamente, por lo que pueden mantener esa velocidad por más tiempo.

Los depredadores y algunos otros animales, por otro lado, no necesitan resistencia, necesitan la capacidad de correr desde parado. Estos animales tienen músculos que están diseñados para inundarse con sangre oxigenada muy rápido, proporcionando cantidades masivas de energía rápidamente, pero se drenan con la misma rapidez, lo que significa que no se puede mantener la velocidad. En gran medida, una 'luz que arde el doble de brillante dura la mitad de tiempo'.

Asi que; los velocistas tienen más probabilidades de ser depredadores por naturaleza, así que eso es un comienzo. Lo primero que se necesitaría para su adaptación son piernas más largas.

Piernas más largas significan músculos más grandes, pero también 'palancas' más grandes en forma de huesos. Eso significa que por cada contracción que hacen los músculos (especialmente los cuádriceps y los isquiotibiales), más distancia recorres con más o menos la misma energía. La compensación aquí es que su homínido perdería un poco de agilidad en esto para que puedan cargar una línea enemiga, pero es menos probable que puedan esquivar lanzas o espadas rápidas. Sin embargo, serían más altos, por lo que tal vez podrían ver más allá de las filas enemigas y anticipar mejor los ataques, compensando la capacidad reducida de reacción. El equilibrio sería otra debilidad en este caso por las piernas largas y la falta de agilidad al correr.

Si sus brazos también fueran más largos y tuvieran una fuerte fuerza en la parte superior del cuerpo, podrían empuñar espadas y mazas más grandes, lo que los haría bastante peligrosos en situaciones cuerpo a cuerpo contra enemigos más pequeños.

Tus homínidos habrían evolucionado a partir de depredadores de emboscada que trabajan en grupos para derribar presas más grandes. Tendrían mayores reservas de sangre en su sistema para mantener un sprint poderoso incluso en una distancia corta, y eso significaría pulmones más grandes para alimentar las conversiones de energía. Esto probablemente signifique metabolismos más rápidos (tendrían que comer más que un humano normal, probablemente mucho) y se cansarían fácilmente después de su breve período de combate.

Probablemente vivirían una vida más corta que un humano convencional. Un metabolismo más rápido es una cosa, pero usar toda esa energía en una sola ráfaga ejercería una gran presión sobre sus sistemas, tal como ocurre con los guepardos , por ejemplo. También puedes ver las patas más largas y delgadas de estas criaturas en comparación con otros gatos.

Para que conste, los caballos son corredores de resistencia, especialmente cuando están completamente maduros (digamos alrededor de los 6 años). Eso significa que tienen buena velocidad, pero no la aceleración de la que es capaz un guepardo (aunque pueden correr durante mucho tiempo).

Asi que; Estaría usando a tus homínidos como cazadores de caballería. Emboscadlos, matad a los caballos (o preferiblemente al jinete) y salid. Serían excelentes neutralizadores de las filas de caballería enemigas si se desplegaran correctamente, mientras que contra una línea de piqueros y otra infantería serían menos efectivos.

En resumen, usas tu caballería contra la infantería, y tus homínidos contra la caballería, y tu infantería contra los homínidos. En gran medida, un escenario de tijeras, papel y piedra en mi humilde opinión.

¿Cómo evolucionarían estos homínidos? Son cazadores de emboscadas, pura y simplemente. Se unen para acabar con presas más grandes, pero usan la velocidad y las armas en lugar de la estrategia. Confían en abrumar a su presa en lugar de en manada en un terreno difícil o trampa como los neolíticos. Me imagino que estos homínidos evolucionarían en grandes sabanas, donde el terreno no se puede aprovechar y donde el sigilo y el trabajo en equipo son la respuesta a la caza. Al igual que los leones modernos.

Obviamente, no tengo datos concretos disponibles, pero con el metabolismo correcto, los volúmenes de sangre y hemoglobina, la capacidad pulmonar, la longitud de las extremidades, etc., debería poder hacer que su homínido alcance alrededor de 80 Kph; lo suficientemente rápido como para dejar atrás a un caballo en una distancia corta (nuevamente basado en el guepardo). Sin embargo, esto inhibiría muchos de los otros rasgos que desea para el combate cuerpo a cuerpo, por lo que sospecho que solo cumplirían roles tácticos de nicho.

¡Hola, gracias por esta increíble respuesta! Queria preguntar por la velocidad. Estoy de acuerdo en que fijar una velocidad exacta parece muy poco probable, pero me preguntaba si su estimación de 80 kph se basó en algo en particular. Esa sería una velocidad asombrosa, incluso en ráfagas cortas, pero suficiente para dejar atrás a muchos cuadrúpedos conocidos... así que quería volver a comprobarlo antes de dejarme llevar por el optimismo.
Hola Era. Se basa en el Cheetah y su adaptación específica basada en la velocidad, así como algunas matemáticas sobre las proporciones del tamaño de las piernas para alguien como Usain Bolt en comparación con otros velocistas. Sin embargo, tengo que admitir que es menos una "estimación" y más una conjetura en mi humilde opinión. Los músculos de contracción rápida solo lo llevarán hasta cierto punto sin un sistema de oxigenación que pueda soportarlo, lo cual es en parte una limitación del tamaño al que puede crecer un guepardo, por lo que no espero alcanzar esas velocidades.

Hablemos de Usain Bolt

... Quien corrió los 100 metros lisos en 9.58 segundos. O, como nos gusta decir a los estadounidenses, 23,35 mph. Eso es vertiginoso para un humano. ¿Cuáles son algunas de las razones?

De esta fuente :

  • Un velocista superior da zancadas más largas y poderosas.
  • Pasan el 60% de su tiempo en el aire.
  • Naturalmente, tienen más músculos de "contracción rápida".

Pero lo que es realmente genial es esta declaración:

"Bolt es un monstruo genético porque tener 6 pies y 5 pulgadas de alto significa que no debería poder acelerar a la velocidad que lo hace dada la longitud de sus piernas", dice el ex velocista de Gran Bretaña Craig Pickering. "Al comienzo de una carrera, quieres dar pasos cortos para acelerar, pero como es tan alto no puede hacerlo. Pero luego, cuando alcanza la velocidad máxima, tiene una gran ventaja sobre todos los demás porque toma muchos menos". pasos."

Y de esta fuente

Esto plantea el muy discutido fenómeno de las fibras musculares de contracción rápida, que son impulsadas por la posesión del 'gen de la velocidad' - ACTN3. Los estudios han encontrado que el 75 % de los jamaiquinos portan este gen, en comparación con el 70 % de los atletas estadounidenses de nivel internacional. También se ha sugerido que el suelo rico en aluminio de Jamaica aumenta la actividad de este gen; La habilidad de Bolt podría atribuirse a la misma tierra sobre la que se crió.

  • Los velocistas tienen fascículos musculares más largos (haces de fibras musculares)
  • Los velocistas tienen 'brazos de momento' del tendón de Aquiles más cortos (la distancia perpendicular desde el tendón hasta el centro de la articulación del tobillo).
  • Se ha demostrado que los velocistas tienen los dedos de los pies más largos, lo que les permite aplicar fuerza al suelo durante más tiempo.

Entonces, si quieres tener un verdadero homínido (no algo que se pone a cuatro patas para correr como un loco), quieres criar genéticamente a tus guerreros para:

  • Altura
  • Piernas largas
  • Un alto porcentaje de músculos de contracción rápida
  • Fascículos musculares largos
  • La presencia del gen ACTN3
  • tendones de Aquiles cortos
  • dedos largos

Y recuerda siempre, en palabras del Gran Sabio , "No es lo que pareces, cuando estás haciendo lo que estás haciendo, es lo que estás haciendo cuando estás haciendo lo que pareces". estás haciendo!"

Hola, gracias por esta excelente respuesta! Esto me da mucha información sobre lo que hace a un gran corredor, pero aún no tengo del todo claro cuál sería el resultado final para la velocidad. Supongo que no tienes una manera de (aprox.) estimar qué tan rápido podría llegar este corredor si todo lo anterior se llevara más allá de lo humano.
No lo sé, y nadie más tampoco. Cuando lea esos artículos sobre Bolt, descubrirá que la lista que le di es común a los grandes velocistas, pero la ciencia en realidad no sabe por qué. Y si ellos no saben, yo ciertamente no lo sabré. Afortunadamente, eso no importa en absoluto. Lo que les he dado es información que les permite racionalizar cualquier velocidad que necesiten para su historia.
Gracias. También es relevante que acabo de encontrar esto, que puedo usar como medida: wired.com/2010/02/40-mph-human
Además, una dieta rica en batatas y pollo :o) [aquí es serio]

Me imagino que para que un humano logre una locomoción similar a la de un canguro, habría varios cambios.

En primer lugar, sus pies serían enormes y bastante largos. Esto les permitiría actuar como resortes de forma similar a como se mueve un canguro. Sin embargo, seríamos incapaces de equilibrarnos con una cola. En cambio, el humano probablemente tendría brazos más largos que usaría para evitar volcarse y plantarse en el suelo.

Me lo imaginaría como personas con piernas de conejo y brazos realmente largos y espeluznantes. Se moverían empujando con ambas piernas, apoyándose momentáneamente con los brazos, que mantienen el cuerpo horizontal antes de empujar con las piernas nuevamente. Para un movimiento más lento, me imagino que saltarían o rebotarían, ya que sus pies grandes dificultarían el movimiento de pequeñas cantidades, y con la falta de cola, tendrían que estar erguidos y moverse lentamente.

Para evolucionar de esta manera, probablemente tendrían que viajar distancias muy largas para llegar a los pies y al agua, por lo que se usa el método más eficiente de rebotar, en lugar de correr. En cuanto a la velocidad y la distancia/tiempo, usaría esto . Podrían terminar más rápido ya que hay una clara falta de cola y usan los brazos para correr, pero eso también debería traducirse en menos distancia ya que es más una mezcla entre saltar y correr a 4 patas.

Para la parte de lucha, probablemente llevarían su arma en la espalda, y si es necesario usarla. Para un arma similar a una lanza, saltarían y la usarían, intentando terminar la pelea de un solo golpe, pero para las armas normales tendrían que reducir la velocidad. o tenerlo unido cerrado a sus antebrazos.

Aproximadamente 40 mph (64 km/h), según una investigación publicada en 2010 .

El límite principal es qué tan rápido pueden reaccionar los músculos: si pudieras aumentar la velocidad de respuesta de los músculos, les permitirías aplicar fuerza en un período de tiempo más breve mientras están en contacto con el suelo.

Sin embargo, si puede hacer que sus músculos de contracción rápida sean más rápidos, entonces, alrededor de la velocidad anterior, alcanzará otro límite, a saber, cuánta fuerza puede soportar la pierna humana antes de que comiencen a suceder cosas malas.