Hélices anatómicamente correctas

NOTA: anteriormente hice la misma pregunta con respecto a las ruedas, porque pensé que las respuestas aún me ayudarían y que las ruedas eran más aplicables a un público más amplio que las hélices. Sin embargo, lo eliminé después de darme cuenta de que era un duplicado. Debería haber hecho mi pregunta original, ya que las hélices biológicas han sido mi objetivo desde el principio. Después de buscar, esta publicación es lo más parecido a un duplicado que logré encontrar.

¿Qué diablos quieres decir con hélices anatómicamente correctas?

Así que he estado jugando con la idea de hélices biológicamente evolucionadas desde hace un tiempo. Tomé la idea del Peahat de la serie de videojuegos Legend of Zelda.

¿Hay alguna manera de que una criatura biológica evolucione de tal manera que tenga 'hélices' que les permitan volar?

Un problema sería que el giro de las hélices tiraría de los músculos y ligamentos hasta que se desgarraran. Piense en lo que sucede cuando accidentalmente un cable o una cuerda quedan atrapados en algo que gira: simplemente tira y tira hasta que el cable o la cuerda se enrolla completamente alrededor del mecanismo, lo que hace que sea mucho más difícil desenredarlo. A veces incluso causará daños a los materiales involucrados.

Para esta pregunta, "hélice" puede referirse a cualquier parte del cuerpo o partes del cuerpo capaces de moverse en forma circular y que cumplan con los requisitos enumerados a continuación:

  • Las partes del cuerpo deben girar para lograr suficiente sustentación para volar (sin movimientos verticales de las extremidades)
  • No debe dañar los ligamentos, músculos o cualquier tejido corporal. Esto incluye daños por calor debido a movimientos rápidos.
  • Se permite el movimiento de ida y vuelta, pero de alguna manera debe cumplir con las dos condiciones anteriores
  • La hélice debe estar biológicamente conectada y ser parte del organismo.

Al hacer una investigación básica, aprendí que la estructura que se encuentra en algunos organismos unicelulares, el flagelo , es lo más cercano que tenemos a esto. Estoy buscando un organismo lo suficientemente grande que pueda verse sin un microscopio o una lupa. Este rango podría ser desde pequeño y del tamaño de un insecto hasta el tamaño de un elefante.

¿Cómo podría un organismo desarrollar partes del cuerpo 'similares a una hélice' que sean capaces de movimientos mecánicos similares y permitan volar?

Mi idea actual consiste en tener varios "brazos" planos en la parte superior del organismo que pueden girar durante varias revoluciones. Se inclinan como las aspas de un helicóptero para proporcionar sustentación y empuje hacia arriba, y luego se endereza para girar hacia atrás y regresar a su posición original para comenzar el proceso una vez más.

Este es un nuevo giro en la Serie Anatómicamente Correcta . Solo sigue adelante, ahora es tu turno .

Si elimina el componente 'biológicamente conectado', sería más fácil. Una revolución completa de 360 ​​no es fácil. Sería mucho más fácil si en su lugar se usara algo que antes era biológico y no estaba conectado, algo como el cuerno de un animal, por ejemplo.
Sorprendentemente, es más fácil hacer una hélice giratoria que una rueda giratoria. De hecho, es muy fácil hacer una hélice que gire continuamente. Puedes hacerlo también! Pon tus brazos frente a ti como si tus codos estuvieran sobre una mesa, y los antebrazos se extienden horizontalmente frente a ti, con las palmas de las manos hacia abajo y sus ejes doblados hacia afuera. Ahora gira tus manos en un movimiento continuo, con las muñecas inmóviles y las manos tratando de moverse a lo largo de la superficie de un cono, con la mano derecha moviéndose en el sentido de las agujas del reloj y la izquierda en el sentido contrario.
@Halfthawed: Las revoluciones completas de 360 ​​grados son fáciles con el tipo correcto de articulaciones. Pon tu mano derecha frente a ti con el dedo índice apuntando hacia arriba. Ahora, con la mano inmóvil, comienza a rotar tu dedo índice para que describa la superficie de un cono. ¡Descubrirá que puede mover el dedo continuamente en un movimiento circular completo!
@AlexP tiene razón. Puede girar una extremidad y puede ajustar la forma de esa extremidad (tal vez usando plumas) mientras la gira para empujar el aire/agua en una sola dirección. Sospecho que esto es menos eficiente que usar un ala o una aleta, pero tal vez el movimiento giratorio asusta o confunde a los depredadores, o impresiona a las posibles parejas.
@AlexP ¿No funcionaría eso solo con una sola "hélice"? ¿Cómo tendrías múltiples brazos que giran?
¿Al tener múltiples brazos que giran?
@AlexP Puedes intentar girar ambos dedos pero no puedes girarlos uno alrededor del otro. Tener varios brazos plantea el mismo problema.
aquí hay un tipo girando ambos brazos a la altura del hombro: youtu.be/T6H9lZn_w2k?t=55 . También puede girar ambas manos en el codo.
Imagina que estás en un corredor, mirando a lo largo de su eje. Extiende los brazos hacia los lados a la altura de los hombros. Ahora comienza a rotar tus brazos para que tus manos se muevan a lo largo de la circunferencia de dos grandes círculos pintados en las paredes del corredor. ¡Oye, mira, tienes dos brazos que giran!
@AlexP Bien, ahora lo entiendo, gracias.
Sabiendo que podría funcionar, las respuestas aún deben abordar los puntos de la pregunta.
@AlexP Las articulaciones en sí mismas no son la parte fácil. Tienden a ser frágiles en comparación con otras articulaciones, y el OP quiere que sea capaz de volar. Cualquier círculo que pueda describir con una parte del cuerpo se puede hacer tal vez unas pocas veces por segundo, y comienza a doler en ese punto. La capacidad de vuelo necesita que sea mayor.
@Halfthawed si intenta agitar los brazos con mucha fuerza para volar, descubrirá que también les dolerá, pero el vuelo basado en el aleteo parece ser posible.
La parte giratoria de la articulación es un problema, pero mantener las palas de la "hélice" en un paso constante durante toda la revolución es otro. Intente girar el brazo mientras mantiene la palma de la mano hacia adelante. Encuentro que eventualmente necesito "desenrollar" el brazo sobre su eje largo, y hacer ese tipo de cosas en una hélice real arruinaría un poco la eficiencia y el buen funcionamiento.
@AlexP, el problema es que la articulación no gira 360 grados, ni siquiera cerca, gira unos 180 grados y tiene que girar en sentido contrario para evitar que se rompan todos los ligamentos y vasos sanguíneos. Eso no es rotación, eso es circunducción que es muy diferente mecánicamente. No estás hablando de una hélice, estás describiendo un tentáculo/cola mal utilizado.
Un físico conocido mío, mientras donaba parte de su sangre, sintió curiosidad por la centrífuga por la que pasaba la sangre antes de que la parte no deseada fuera devuelta a su vena. ¿Por qué la manguera no se retuerce infinitamente? No recuerdo su descripción del mecanismo aparte de que se necesitan dos vueltas de la centrífuga para volver a un estado inicial (comparó esto con partículas de medio giro).

Respuestas (3)

Respuesta sencilla:

Dos organismos en simbiosis.

El organismo uno sirve como el cuerpo de una aeronave biótica. De él brotarían una (o más) protuberancias leñosas u óseas cuyos extremos nudosos sirven como junta universal para la hélice biótica.

El organismo dos sirve como la propia hélice. Comprende un "cuenco" leñoso u óseo que crece sobre la protuberancia del organismo uno. Sus muchas extremidades sirven para sostener la hélice y también para impulsarla alrededor de su eje.

El espacio articular entre los dos organismos se compone principalmente de agua con componentes mucosos. Las robustas almohadillas secretoras de moco evitan que los dos organismos se rocen entre sí y permiten una velocidad de giro rápida.

Esto resuelve la imposibilidad de que una rueda biológica sea parte de un solo organismo y también le brinda una verdadera rotación de 360 ​​​​grados sin estresar o rasgar los tejidos.

Tienes una articulación rotatoria. ¿Dónde está el motor?
@VogonPoet el hombro NO es una verdadera articulación rotatoria. Tengo una experiencia personal extensa y muy dolorosa con lo que sucede cuando intentas poner un hombro en una rotación real de 360°. TLDR: No funciona.
¡Oh, sí sé esto! ¿Dije hombro?
@VogonPoet: El motor también es la hélice: tiene extremidades de mayo que puede usar para 'correr' en círculo. Energéticamente hablando, creo que es un poco ridículo, ¡pero al menos la hélice gira!
Todo depende de cuán masivo sea el organismo, energéticamente. ¡Mejor tener algunos huesos ligeros!

La naturaleza ha hecho esto con el flagelo de algunas bacterias y arqueas, pero probablemente esté mirando un flagelo eucariótico .

Pero a la escala de un macroorganismo, la fricción hará que esto sea imposible, además de proporcionar nutrientes al tejido conectivo. El diseño más práctico es un apéndice articulado que se agita. Piensa en Thor girando su martillo para volar. Nunca gira, solo da vueltas. Pero incluso esto creará bastante fricción, sin embargo, resulta ser la mejor opción.

Solo hay dos formas.

No puede tener una masa celular contigua que gire libremente por completo, por lo que solo hay dos soluciones: no es contigua, que está bastante bien cubierta por la respuesta de Elemtilas, o no es celular.

La hélice en sí es un material acelular excretado como una perla, será necesario cultivarlos por separado y luego moverlos a su posición en un eje de algún tipo, algo así como un cuerno. Entonces necesita algo como un pie o una serie de pies que "caminan" a lo largo de la hélice, girando la hélice. El problema es que esto es increíblemente ineficiente.

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