¿Se levantaría una especie de insecto humanoide?

Respuesta muy general, porque parece que no te importa escalar una mantis, sino que pareces interesado en algo de tamaño humano que parece una mantis y tiene un exoesqueleto (man-tis):

• La fuerza máxima de los músculos escala con su área de sección transversal (cs). Cosas como la fuerza de retención, la capacidad de bloqueo, la fatiga, todos dependen de la implementación fisiológica concreta. Entonces, un hombre-tis con músculos de tamaño humano y estilo humano es humano en ese departamento.
• La fuerza de ruptura de los músculos y los tendones también aumenta con el área cs, lo cual es una buena noticia, porque con un exoesqueleto, hay más área para unir los tendones, ¡no más tendones tirados por man-tis!
• Las articulaciones serán un gran dolor de cabeza : los humanos a menudo usan el sistema de bola en sartén o una de las variaciones, que tiene la buena propiedad de mantener el área involucrada en la tensión algo constante con el ángulo y, lo que es más importante, mantener el área involucrada. tan grande o más grande que el cs de los huesos que forman la articulación. Man-tis no tendrá eso. Las articulaciones serán más como anillos flexibles del exoesqueleto, estabilizados por la dirección de las fibras (en esas membranas coriáceas) y la presión hidrostática. Se mantendrán bien, pero el movimiento rápido podría desaparecer porque esas presiones deben coordinarse. Además, pueden existir ángulos de las extremidades que penalicen la fuerza aplicada durante mucho tiempo.
• Los tubos son mucho más rígidos , en comparación con las varillas del mismo peso, por lo que es un buen augurio para el exoesqueleto, pero hacer un tubo con el diámetro exterior de un brazo musculoso solo con el material contenido en un hueso del brazo resultará en un terrible pandeo . -tubo prono (debido a las paredes delgadas). Puede compensar eso con presión interna (que necesitará algunas estructuras que la contengan y la produzcan) o material adicional: ambas soluciones eliminan el área de CS que de otro modo podría usarse para el músculo (y lo es, en un ser humano)
• este punto es muy importante, desde el punto de vista de su pregunta: Armwrestling. Como sabe, si ha luchado con los brazos, los ángulos, las longitudes, las proporciones, la geometría de los brazos que compiten y los luchadores adjuntos, todo debe tenerse en cuenta. Con todo lo demás en igualdad de condiciones , el más mínimo giro ventajoso de la mano producirá un ángulo de ataque superior, lo que conducirá a la derrota inexorable del otro. En nuestro escenario no todo es igual: masa general, sí, fisiología muscular, sí, pero todo lo demás es diferente, y no mejor/peor diferente de una manera bien definida. Uno podría fácilmente construir un ganador o perdedor de man-tis : todo depende de los ángulos específicos de ataque y los c musculares que se presenten, en una competencia prolongada, tal vez incluso el rendimiento circulatorio de los músculos bajo tensión.
• En una olimpiada de (wo)man-tis/(wo)man, con sus diferentes concursos que van desde la fatiga hasta la velocidad, la aceleración, la fuerza y ​​la repetibilidad del movimiento, vería a los humanos en la cima, principalmente porque una olimpiada fue concebida por humanos. , y por lo tanto se adapta a sus habilidades (un hombre-tis tiene dos (¿tres?) juegos de brazos, ¿cuál está permitido en el levantamiento de pesas? ¿O puede el hombre-tis usarlos todos?)
• En resumen: los concursos se adaptarán para que los concursantes sean comparables, por lo que la mayoría de los deportes tienen categorías para niños, ancianos, hombres, mujeres... una olimpiada humano/hombre-tis será aburrida, porque no habrá concurso. Algunas categorías serán ganadas por man-tisses todo el tiempo, algunas por humanos. Aburrido. 'Fuerza de elevación': el otro día tuve problemas para levantar mi impresora, aunque habitualmente levanto sacos de cemento cinco veces su peso, simplemente porque la caja en la que venía estaba diseñada de tal manera que cualquier forma de sostenerla era increíblemente desventajosa. Man-tis puede ser capaz de levantar diez veces más peso que los humanos, pero solo cinco pulgadas de altura y una décima parte de la capacidad de los humanos sobre su cabeza. ¿Eso lo hace más fuerte o más débil que los humanos?Man-tis puede existir, con las alteraciones que ya propusiste en su sistema respiratorio, pero las fortalezas y debilidades exactas dependen completamente de ti.

¡Una explicación del estrés corporal con el que tendría que lidiar un insecto a gran escala se encuentra aquí en la Sesión 5: ¡Ataque de hormigas gigantes! - http://fathom.lib.uchicago.edu/2/21701757/

Habla sobre las tensiones mecánicas en el exoesqueleto para soportar el peso del insecto más grande y la estructura conjunta de los insectos. Un párrafo clave sobre las articulaciones del artículo anterior:

Una estimación sugiere que las articulaciones de los mamíferos deben soportar fuerzas de hasta 100 veces el peso corporal del animal durante la locomoción normal. (En los humanos, las fuerzas máximas sobre la rodilla durante la carrera pueden ser 15 veces el peso corporal). Los artrópodos, aunque tienen más patas que los mamíferos, lo tienen aún peor; sus articulaciones pueden soportar fuerzas de hasta 3.000 veces el peso corporal, 30 veces más que los mamíferos. Debido a que las áreas de contacto de las articulaciones son mucho menores en los artrópodos que en los vertebrados, la diferencia de tensiones debe ser mucho mayor. Ahora llegamos al meollo del asunto. A medida que aumenta el tamaño de una hormiga, la masa corporal debe aumentar más rápido que el área de la superficie de la articulación; de hecho, la tensión en la articulación debe aumentar en proporción directa al tamaño.

Los párrafos anteriores explican por qué se requiere que la articulación del artrópodo resista las fuerzas más altas.

Sé que algunos insectos y arácnidos son capaces de proezas de fuerza, como las hormigas y las arañas que pueden levantar muchas veces su propio peso. Lo que no sé es si eso aumentaría con el tamaño, ni si la razón por la que pueden hacerlo está directamente relacionada con su disposición muscular.

Lo que escala de manera confiable con el tamaño es la producción de potencia de los músculos. La energía se produce químicamente y está sujeta a varias restricciones estrictas. Las reservas de ATP y PCr en el músculo limitan la potencia máxima; el rendimiento de oxígeno del sistema cardiovascular limita la potencia sostenida.

Basado solo en la restricción de poder, una criatura de un tamaño dado puede transportar 1000 veces su peso a 1 cm/segundo, o 1 vez su peso a 10 m/s (fuerza*distancia/tiempo=const).

Cómo se distribuye este poder entre la fuerza y ​​la velocidad dependerá de la fisiología exacta de la criatura. He visto hazañas de la naturaleza lo suficientemente impresionantes como para perder la creencia en la imposibilidad evolutiva. Los efectos externos de la adaptación para alta fuerza/baja velocidad serían extremidades gruesas y cortas y viceversa.

El endoesqueleto de los mamíferos es generalmente más favorable para la alta velocidad y la fuerza instantánea que un exoesqueleto. Las articulaciones son compactas, el músculo está bien enfriado y tiene mucho espacio para cambiar de forma. En comparación, un exoesqueleto es como el fuselaje de un avión, es bueno para cargas estáticas distribuidas, pero no para golpes fuertes y alta aceleración. La fuerza sobre el esqueleto está determinada en gran medida por la aceleración, por lo que correr rápido sería más riesgoso para la mantis que para un mamífero. Sin embargo, llevar peso sería mucho más eficiente, ya que la mayoría de las cargas pasarían por el exoesqueleto.

Por lo tanto, la mantis del tamaño de un humano probablemente tendría buena fuerza y ​​​​una excelente capacidad para transportar cargas, pero no sería tan buena como un mamífero para saltar y correr. Su fuerza sostenida estaría determinada por su sistema cardiovascular. Para hacer un buen uso de su músculo, la mantis necesitará hacer circular al menos el doble de sangre, como refrigerante y como fuente de energía.

En el gimnasio, será muy bueno en la mayoría de los ejercicios con pesas, haciendo docenas de repeticiones (con buena circulación). Pero no tan bueno en ejercicios complejos de cuerpo completo, debido a la limitada capacidad instantánea del sistema. No serán buenos lanzando puñetazos, ya que eso requiere fuerza explosiva y velocidad, pero serán buenos aguantando la fuerza.

Cargar hasta 5 veces su propio peso en largas distancias, pero no muy rápido, debería ser bastante factible. Quizás 10 veces más si alguien más se lo pone en la espalda. Se necesita mucho menos esfuerzo muscular para mantener recto su exoesqueleto que para un ser humano bípedo flexible.

La lucha de brazos entre uno y otro será viable, pero más como lo imaginan los que no son luchadores: brazo contra brazo, empujando lentamente al oponente hacia abajo. Un atleta humano pone la fuerza de su cuerpo sobre el brazo del oponente en un movimiento fuerte; es contundente y sería peligroso. Debido a las limitaciones del exoesqueleto, es probable que la población de mantis sea mucho más uniforme entre los atletas y los no atletas que entre los humanos. Por lo tanto, podrían ser aficionados a la lucha libre, pero corren el riesgo de sufrir una lesión permanente si se enfrentan a un atleta.

Lo que me gustaría saber es cómo se compararía la musculatura de esta criatura con la nuestra con respecto a la fuerza, más específicamente al levantar y cargar peso.

Sí, sería comparable.

Entonces, veamos la ley del cuadrado-cubo de otra manera: cuanto más grande es algo, más lento es en todas las áreas en relación con su tamaño. Su metabolismo y tiempos de reacción se ralentizan, su velocidad máxima se ralentiza, etc. También levanta menos masa en relación con su propio peso corporal.

Entonces, escalar una mantis al tamaño humano daría como resultado una mantis con fuerza humana, velocidad humana, reflejos humanos, etc. Tenga en cuenta que el ser humano promedio pesa entre 45 y 50 kg, y la mayoría no puede levantar más de la mitad de su peso corporal sin entrenar específicamente en un gimnasio para hacerlo. Incluso levantar 20 kg (50 libras para los estadounidenses) repetidamente sería una lucha para algunos.

Puede que te interesen estos vídeos. Señalarán algunos de los problemas con el aumento del tamaño de un insecto sin tener en cuenta cómo la escala determina la forma en que un organismo interactúa con su entorno y cambia su metabolismo, respectivamente.

https://www.youtube.com/watch?v=f7KSfjv4Oq0

https://www.youtube.com/watch?v=MUWUHf-rzks

Editar: sé que algunos insectos y arácnidos son capaces de hacer proezas de fuerza, como que las hormigas y las arañas puedan levantar muchas veces su propio peso. Lo que no sé es si eso aumentaría con el tamaño, ni si la razón por la que pueden hacerlo está directamente relacionada con su disposición muscular.

No, esto no aumenta, particularmente si el mantisman tiene el mismo metabolismo que un humano. En cierto sentido, el metabolismo es una forma de hablar de cuánta energía es capaz de producir un organismo. Debido a que los organismos más pequeños tienen metabolismos más rápidos, producen la energía necesaria para levantar muchas veces su propia masa. También tienen una relación más alta entre el área de superficie y la masa, lo que proporciona más área de superficie para que los músculos internos se conecten y generen fuerza.

Por el contrario, un mantisman con metabolismo humano va a tener mucha menos energía para levantar, y una relación de área de superficie a masa más baja que reduce la cantidad de área que los músculos pueden usar.

El problema con los insectos de tamaño humano, o el Ataque de los 50 pies Lo que sea , es como se menciona en los comentarios, la ley Square/Cube.

Específicamente, si duplica las dimensiones de un objeto, su masa aumenta ocho veces, sin embargo, la fuerza muscular solo aumenta en el área de la superficie de la dimensión cruzada, que aumentará en 4 veces. Por lo tanto, una mayor proporción de la fuerza de la criatura debe dedicarse a moverse, dejando menos disponible para otras tareas, como llevar comida a la boca.

La razón por la cual los músculos solo aumentan por un factor de dos es porque nos preocupamos por los hilos musculares. No importa cuán larga sea la hebra, lo que importa es cuántas hay. Por lo tanto, hacer que su brazo sea el doble de largo solo hace que cada hebra duplique su longitud. Solo cuando lo aumentas en las otras dos dimensiones, tu músculo gana poder, ya que ahora hay cuatro veces más hebras musculares.

El otro problema con los insectos gigantes es que no tienen pulmones, sino que usan Spiracles , pero ese no es el enfoque de su pregunta.