Ángeles anatómicamente correctos

Si te refieres a cómo puedes crear modelos anatómicamente correctos de humanos voladores, entonces esta pregunta puede responderse científica y racionalmente. Sin embargo, si está preguntando la anatomía de un ángel, está haciendo una pregunta absurda. Estás tratando de juzgar algo que no es científico, bajo reglas científicas. Aquí pasaré a explicar cómo puedes crear (en una novela, por supuesto) humanos voladores.

A - Estructura esquelética

Vas a necesitar un esqueleto muy muy muy ligero. Ese es un requisito previo. Estamos hablando de huesos extremadamente huecos aquí. Al menos huesos de pájaro o mejor aún, si puedes conseguir huesos de pterosaurio. Los pterosaurios eran esos enormes monstruos voladores que dominaban los cielos en la época de los dinosaurios. Sus huesos eran extremadamente ligeros. Un enorme pterosaurio (3 veces el tamaño de un humano) tendría huesos completamente huecos y de no más de 1 mm de grosor. Sí, ahora estamos hablando.

B-alas

Si examinas cualquier criatura voladora, descubrirás que su anchura es mayor que su longitud . Es decir, abres sus alas, la envergadura será mayor que su longitud. Entonces, un ser humano con una altura de 6 pies tendría una envergadura de al menos 11 pies cuando las alas están completamente abiertas. Por supuesto, el humano doblará las alas y las mantendrá boca arriba como las aves, cuando no estén en uso.

El siguiente problema es el área de superficie del ala . ¿Vas a optar por alas membranosas (como pterosaurios o murciélagos), alas de crustáceos (membranosas, pero de un tipo diferente, las que ves en los insectos) o alas de plumas (se explica por sí mismo, todas las alas de las aves son de este tipo)? Creo que las alas de los crustáceos no son una opción, ya que no pueden soportar la alta presión del aire y se abrirían rápidamente.

Las plumas de las aves son muy fuertes y ofrecen el mejor método de empuje aéreo, pero también son pesadas. ¡Sí! Para la escala del vuelo humano, la pluma de pájaro SERÍA pesada. Si quieres usar plumas de pájaro para el vuelo humano, los músculos de los hombros tendrían que ser realmente poderosos. En el caso de las alas membranosas (grado de murciélago/pterosaurio), estas son relativamente ligeras y puedes arreglártelas con músculos menores de los hombros.

C - Puntos de fijación de los músculos de vuelo

Si desea que sus humanos voladores tengan alas Y brazos por separado, entonces las cosas podrían complicarse un poco. Vas a tener que formar puntos de unión muscular para los músculos de las alas. Estos tienen que tener un punto de anclaje en la región del pecho, como todas las aves y pterosaurios. Entonces, tus humanos voladores van a tener cofres muy, muy fornidos y fuertes.

D - Postura de vuelo

¿Cómo se verán tus humanos voladores en pleno vuelo? ¿Van a volar en una postura corporal horizontal (como la mayoría de las aves) o en una postura vertical (la forma en que se paran, pareciendo un colibrí flotando)? No puedo responder a esto por mí mismo, ya que implica una gran cantidad de aerodinámica compleja, pero creo que es más probable una postura de vuelo horizontal.

Creo que la pregunta es si un humanoide volador de seis extremidades (2 brazos, 2 piernas, 2 alas emplumadas) podría evolucionar naturalmente en un planeta similar a la Tierra. La respuesta, creo, es sí*. Sin embargo, no creo que el resultado final se parezca mucho a un humano.

Ambiente

Desde el punto de vista ambiental, creo que probablemente estarías mirando una luna del tamaño de la Tierra que orbita alrededor de un gigante gaseoso, calentada por fuerzas de marea relativamente suaves. Muchos volcanes, terremotos, nuevas masas de tierra saliendo del océano, tsunamis, etc. etc. También esperaría que la gravedad sea un poco más débil y que la atmósfera sea un poco más espesa con un contenido de oxígeno notablemente más alto. Eso significaría que tienes un poco más de espacio para jugar con el tamaño del cuerpo, pero no podrían volar en la Tierra.

La clave es que esperaría que la vida de seis extremidades fuera común en la megafauna carismática. Básicamente, esperaría que cosas análogas a centauros, lammasu, esfinges y dragones (no grandes, obviamente) sean bastante comunes en ese mundo. La ventaja obvia de volar en este mundo es que les permite escapar de los desastres mucho más fácilmente y colonizar nuevas masas de tierra muy rápidamente.

Fisicalidad

Tal como lo entiendo, el principal problema de ingeniería del cuerpo con el vuelo propulsado es la relación entre el área de superficie y el volumen/masa para la propulsión. Para moverse necesita propulsión, para mantenerse en el aire necesita una gran área de superficie con un perfil estrecho en comparación con su volumen/masa, pero cuanto mayor sea su área de superficie, más masa tendrá. Cuanta más masa tienes, más propulsión necesitas y más área de superficie necesitas, lo que cuesta más masa... y básicamente cuanto más grande te vuelves, mayor es la dificultad en el vuelo propulsado.

Esperaría que cada ala fuera tan larga como su cuerpo. Entonces, si miden aproximadamente 5 pies de altura, esperaría una envergadura de aproximadamente 10 pies, antes que las plumas. Las plumas probablemente agregarían otros 2 pies de largo en cada ala, dándoles una envergadura funcional de 14 pies. Esperaría que sus extremidades manipuladoras, las que se parecen a nuestros brazos, sean bastante cortas. Supongo que las yemas de sus dedos tocarían el hueso de la cadera. Su posición de descanso para los brazos probablemente sería enroscada hacia su pecho, como patas de pájaro. También esperaría que sus patas realizaran la misma función que la cola de un pájaro y, por lo tanto, tuvieran una cantidad de plumaje bastante impresionante. Es casi seguro que sus pies se parecerían más a los pies de un halcón o un búho, con un área central de "tobillo" más grande y dedos más gruesos, aunque sin garras. Imagino que se pararían principalmente de puntillas. Su cara probablemente se parecería mucho a la de un canino, pero con ojos más grandes, orejas más pequeñas y un cerebro mucho más grande. También me imagino que todo su cuerpo tiene algún tipo de plumas cubriéndolo.

Biología

Necesitarían un corazón enorme, enormes músculos en las alas, huesos huecos y pulmones muy, muy eficientes, incluso con el mayor porcentaje de oxígeno en la atmósfera. Volarían como buitres o gansos, lo que les ayudaría a ahorrar energía. Tendrían que ser principalmente carnívoros, para alimentar su metabolismo, pero también podría verlos buscando semillas y otras formas de sustento altas en calorías.

Sospecho que verías muchas adaptaciones similares a las aves en la tierra, con sus glóbulos rojos que tienen núcleos y son capaces de ver en el ultravioleta. Diablos, estos 'ángeles' serían como pájaros y pondrían huevos, o serían como marsupiales y tendrían una bolsa elástica para sus bebés parcialmente desarrollados. Dudo que den a luz como lo hace un humano.

Si son usuarios de herramientas, me imagino que las redes son su herramienta principal para cazar. En el aire, esperaría lanzas, boleadoras o jabalinas. También pueden tener algo como un nudillo o una punta en sus alas, lo que les permitiría usar la enorme fuerza de sus alas para defenderse en el suelo.

Entonces, básicamente, terminarías con algo más parecido a un combustible de pesadilla que ángeles si intentaras diseñar una criatura voladora hexápoda biológicamente exitosa.

Un par de pensamientos sobre esto...

1. Los ángeles no se crían. Es decir, no tienen que aparearse, tener ángeles bebés, evolucionar, etc. En cambio, los ángeles están diseñados y creados, como robots, clones modificados genéticamente, o algo así, para ser siervos de Dios y realizar tareas; ser mensajeros, ser protectores, etc.
   Esto no significa que sean máquinas irreflexivas, y aún pueden tener sensibilidad y voluntad hasta cierto punto. Una especie de IA débil.
2. Los ángeles no están confinados a 3 dimensiones. Al existir fuera de las 3 dimensiones que nuestros sentidos pueden percibir, los ángeles pueden moverse sin ser vistos, atravesar (alrededor, sobre) objetos físicos y barreras, y hacer las otras cosas que hacen los ángeles, sin dejar de ser capaces de interactuar con nuestra dimensión percibida. según sea necesario para el cumplimiento de sus deberes.
   La mejor manera de imaginar esto es con Flatland. Si nuestro mundo fuera Planilandia, veríamos una pared como una barrera que no se puede atravesar sin pasar por una puerta. Pero un ángel que existe en 3 dimensiones podría "elevarse por encima" de la llanura y pasar "sobre" la pared. Cualquier ángel sobre la llanura bidimensional sería indetectable por cualquier instrumento plano ya que no pueden mirar fuera de su dimensión, pero cualquier ángel que quiera interactuar con Flatland solo necesitaría descender o alcanzar la llanura, o incluso flotar justo encima. y susúrralo en tu oído (o subconsciente).
   El libro Spaceland de Rudy Rucker tiene muchas ideas similares, donde un ser que vive en una cuarta dimensión interactúa con nuestro mundo 3D.

Un problema mayor aquí es que un ángel clásico no puede volar con alas angelicales clásicas. Son demasiado pequeños. Un planeador de mano da una idea aproximada de qué alas se requieren para que un humano pueda volar. Y, obviamente, nadie puede batir tales alas.

Si está de acuerdo con los ángeles sin moscas, la selección sexual puede ser muy útil para desarrollar apéndices puramente decorativos.

La primera pregunta que debe hacerse es, en primer lugar, ¿cómo obtienen alas? Hay tres formas en las que puedo pensar que esto ocurra desde un punto de vista realista.

1) Todos los animales terrestres evolucionaron de un ser con 6 extremidades, dos de las cuales se convirtieron en alas.

2) Un ancestro evolutivo tuvo una adaptación que más tarde se convirtió en alas.

3) Las alas se injertan tecnológicamente en la criatura/se agregan a su ADN y con el tiempo se producen adaptaciones que ayudan a sostenerlas.

Bueno, 1 es, en mi opinión, la solución aburrida, así que no cubriré eso, y 3 requiere que sean lo suficientemente avanzados tecnológicamente para graficar alas (biológicas o mecánicas) y que tengan una razón suficientemente válida para querer alas en primer lugar. Así que estaré explorando 2.

Ahora, para mis propias ideas, decidí investigar el árbol evolutivo de los mamíferos. Inicialmente, planeé que un ancestro mamífero obtuviera una mutación neutral (una que no afectara positiva o negativamente sus posibilidades de supervivencia), pero luego me encontré con los pelicosaurios (reptiles primitivos parecidos a los mamíferos). Más específicamente, pelicosaurios con lomo de vela. y pensé para mí mismo 'Ahora, si solo agregara una segunda vela, sería una base ideal para dar alas a los mamíferos'. Así que busqué otros animales (la mayoría extintos) que tenían dos estructuras similares a aletas o velas que bajaban por su espalda, y listo, encontré uno (sin embargo, no recuerdo su nombre en este momento). Entonces, tener dos estructuras de alas en forma de vela es posible en la realidad.

A partir de aquí la pregunta es ¿Por qué tienen estas estructuras? y ¿por qué mantenerlos? Bueno, en caso de duda sobre la creación de una cierta adaptación o estructura, a menos que les cause problemas físicos graves, haga que las 'Exhibiciones de apareamiento' sean la razón por la que existe. Una forma de presumir que la criatura X es más dura y poderosa y, por lo tanto, capaz de producir descendencia con más probabilidades de sobrevivir.

Ok, tenemos el cómo y el por qué. Ahora, para decidir cómo se usarán para volar y qué apariencia tendrán, ¿se usarán para mostrar qué tan alto puede saltar X? ¿Serán útiles para atrapar presas? ¿X los usará para aumentar la distancia que pueden saltar/planear? ¿Cómo lucirán ellos? ¿Completamente fusionado, emplumado y con forma de pájaro? ¿Hecho de una membrana delgada como un murciélago? un poco peludo como un pterosaurio? o estructurado como las alas de un insecto?

Ahora, otras cosas a considerar con este enfoque: ¿qué adaptaciones quiere que tengan? Ahora, si quieres que sean básicamente como un humano, solo con alas, entonces la criatura de la que descienden debe haber sido un escalador en algún momento -> Esto es tan diestro que se pueden formar 'manos' de agarre, lo que permite una herramienta compleja uso y creación. Si son bípedos, entonces también debe haber una razón por la cual el bipedalismo sea necesario y práctico. Un montón de pequeñas cosas (si quieres profundizar mucho al respecto) que están cubiertas principalmente por los temas anteriores.

La mayor parte de esto provino de mi propia exploración del tema de los 'seres humanoides con alas', pero es probable que también haya otras respuestas posibles.

Como una adición a @Youstay Igo porque un comentario no funcionaría:

Evolución de un ángel:

Una de las pocas formas en que puedo ver una criatura parecida a un ángel que comienza a aparecer es en un tipo de archipiélago polinesio con muchas características volcánicas, así como terrenos difíciles de atravesar en las islas.

Al principio, los protoángeles que evolucionan comenzarán a usar herramientas simples. Si la mayoría de las islas carecen de madera de árbol capaz de sostener buenos barcos, por ejemplo porque la madera es más pesada que el agua (no estoy seguro si es posible en ese clima), entonces una gran parte necesitaría nadar para colonizar otras islas y tal vez sobrevivir de los peces. y frutos del mar comen allí. Recientemente, los científicos descubrieron que la humanidad todavía está evolucionando, con una "especie" de humanos que vive tan exclusivamente en aguas (poco profundas) que tienen problemas para caminar sobre la tierra y se adaptan bien al agua con mutaciones genéticas que respaldan su estilo de vida. Esta evolución no es desconocida, ya que se cree que los delfines y las ballenas fueron mamíferos terrestres que regresaron al agua. Ahora lleva esta evolución más allá: Conservarán sus brazos y manos para seguir usando las herramientas simples a las que tienen acceso, pero necesitan desarrollar formas más fáciles de nadar. No solo desarrollarán aletas entre sus dedos, sino que sus omóplatos podrían crear extrusiones para formar un tipo tosco de aletas, que luego evolucionarán para tener musculatura para facilitar la dirección en el agua y los conceptos básicos de "vuelo" bajo el agua como Pinguins que " volar" bajo el agua. Estas aletas se convertirían en las precursoras de las alas.

A medida que avanza la evolución y más y más islas en el área se habitan, algunos de estos protoángeles necesitarán comenzar a moverse tierra adentro en busca de comida y sustento. Ya sean depredadores de los que intentan escapar trepando árboles lo antes posible o teniendo que escalar y saltar a través de terrenos peligrosos, esas aletas podrían comenzar a evolucionar para ayudar a saltar a los árboles y sobre el terreno, evolucionando los proto-ángeles para crear un esqueleto más ligero. y más musculatura para sus proto-alas. Debido a que todavía son criaturas que usan herramientas y las islas eventualmente comenzarán a desarrollar vida silvestre y plantas que sean adecuadas para que la vida inteligente comience a usar, la inteligencia comenzará a convertirse en una parte más grande y sus brazos también comenzarán a evolucionar, sin involucionar las alas necesarias para permanecer. capaz en todas las islas. En realidad, los primeros ángeles verdaderamente voladores serían capaces de explorar islas, colonizarlas y beneficiarse de cualquier fuente de alimento mucho mejor que cualquier otro protoángel anterior. La inteligencia también podría ser el mecanismo de defensa ante los depredadores que acechan a los Ángeles esqueléticos, más delgados y livianos. Este podría ser el método para la evolución de los Ángeles.

¿Cómo sería edificado un Ángel?

Las aves tienen alas que están unidas al torso con músculos verdaderamente masivos en comparación con el resto del ave. Estas alas necesitarían usar una cadena cinemática similar a la que usan los humanos cuando saltan. Esta cadena cinemática conectaría la musculatura del brazo con las alas y permitiría que la fuerza de los músculos del pecho pasara a las alas. Esto significaría que los brazos tendrían un rango de movimiento más bajo para compensar.

En cuanto a los materiales, es probable que el ángel necesite algunas cosas especiales. Además de un sistema pulmonar basado en pájaros y un cofre rígido, necesitaría algunas cosas especiales para mantenerse ligero y fuerte. Por ejemplo, al hacer todos los ligamentos a base de seda de araña, puede reducir la cantidad requerida y, por lo tanto, la masa, y los huesos deberían ser algún material mejorado con carbono, como la incorporación de nanotubos de carbono en los huesos normales para una resistencia extra ligera. Los productos a base de seda de araña también podrían ser la opción para el área de superficie de las alas, si te gusta la estética de las plumas, las plumas mismas podrían usar seda de araña para permanecer ligeras, delgadas y aún fuertes.

El ser humano promedio mide 165 cm de altura y pesa 62 kg. Los huesos del ángel serán huecos, lo que debería reducir su peso en un 10% aproximadamente, por lo que pesará 55,8 kg. Voy a basar las alas en las de un águila real . Un águila real tiene una carga alar de 7,08 kg/m², para que un ángel pueda volar necesitaría alas con un área de 7,88 m². Dado que un águila real tiene una envergadura de 2 m y un área alar de 0,65 m², las alas del ángel deben tener 12,12 veces el área de la superficie y 3,48 veces la longitud, lo que da una envergadura de 6,96 m o 22,8 pies. Usando el mismo método con varias otras aves da una envergadura de 6,54-12,89 m, un área alar de 6,12-21,26 m² y una carga alar de 2,625-9,12 kg/m². Pero nos quedaremos con nuestro ángel águila dorada de 6,96 m.

https://www.pnas.org/content/pnas/104/30/12398.full.pdf

Ahora que tenemos el tamaño resuelto, concentrémonos en la anatomía real. Para poder volar correctamente, nuestro ángel necesitará una quilla unida a una gran caja torácica en forma de barril. También necesitará músculos pectorales muy grandes y muy poderosos. Estos deben estar unidos directamente a las bases de las alas, por lo que el ángel tendrá que no tener brazos (los vertebrados hexápodos no son muy plausibles de todos modos), los brazos en cambio se han modificado en las alas. También necesitaría pulmones muy grandes, muy eficientes, tal vez como los de un pájaro, para proporcionar oxígeno a sus enormes músculos de vuelo.

Entonces, nuestro ángel es un humano sin brazos de 5'5 ", 123 lb con una envergadura de 23 pies.

Teniendo en cuenta que un ángel canónico de la mayoría de las religiones no es tanto un ser humano alado como un ser energético capaz de manifestarse ante testigos humanos, la cuestión de su anatomía y fisiología se convierte en un punto discutible. Yo propondría que lo que el ojo humano percibe como alas podrían ser los dos campos de energía superpuestos en forma de capullo con una silueta humanoide en el medio, por lo tanto, una ilusión de un ser humano alado. En cuanto a la evolución de tales seres, depende del autor, ya que estamos hablando de criaturas que evolucionaron mucho más allá de su cuerpo material.