Requisitos dietéticos de las arañas gigantes

Resumen : Sí, sería posible. Si las arañas pesan 40 kg, un venado alimentaría unas 47 arañas en un día. Una gran área de bosque podría albergar muchas arañas.

Nota matemática: suponga que la palabra "caloría" en realidad significa kilocal o Cal. Me refiero a las calorías de los alimentos y no a las calorías de la química.

Un venado cola blanca pesa alrededor de 100 kg en promedio. De esos 100 kg, supondremos que unos 80 kilos serán devorados por la araña. La araña no se comerá el "caparazón" del venado, y lo más probable es que la araña no pueda succionar al venado hasta dejarlo seco. 30 gramos (1 onza) de carne de venado tienen alrededor de 45 calorías . Así que un ciervo tendrá aproximadamente:$80,000/30 * 45 = 120,000 Cal$

La cantidad de comida que necesita una araña por día varía mucho según el estilo de vida de la araña y la especie, para esta publicación usaré una tarántula como ejemplo. El dueño de una tarántula dijo que su tarántula de 200 g comía aproximadamente de 5 a 50 calorías por día. Para el resto de estos cálculos, usaré 25 calorías por día porque eso es un rango medio.

Supongamos que las arañas gigantes pesan 40 kg. Eso es unas 200 veces el tamaño de una tarántula normal. Asi que$200*25=5,000$calorías necesarias al día.

Eso significa que un venado puede alimentar a unas 24 arañas en un día. Ahora las arañas pueden durar mucho tiempo con una comida, por lo que las arañas no necesariamente comerían un venado todos los días. Una araña tan grande también podría necesitar más energía para un mejor sistema circulatorio u otras funciones corporales. Pero aun así, estas arañas podrían sobrevivir fácilmente con la comida en un bosque normal. Un bosque de Pensilvania (con cazadores humanos) tiene aproximadamente 30 ciervos por milla cuadrada . Un grupo de doce arañas necesitaría tener solo un territorio de un par de millas cuadradas.

Gracias a Shempi y Shisha por notar errores matemáticos y de información en esta publicación.

Ahora un poco de diversión. MiraAstar preguntó cómo los enanos figurarían en esto. Según una wiki de El señor de los anillos , la altura promedio de un enano es de 4' 9'' (1,4 metros). No se registró el peso de los enanos, pero supuse que un enano tendría un IMC de aproximadamente 26, debido a su tendencia a tener sobrepeso. Esto pondría al enano promedio en 130 libras (59 kg). También voy a extrapolar que la carne de enano sería tan energética como la carne de cerdo, que tiene 229 calorías por cada 100 g. Calcule que un enano es solo 70% comestible, y tiene 41.3 kg de carne comestible.$41,300 g *229 Cal/100 g = 94,577 Cal$. En otras palabras, un enano promedio tiene alrededor de 94,577 calorías.$94,577/5000 = 18$, por lo que un enano podría alimentar a unas 18 de nuestras arañas gigantes de 40 kg.

Publicación original . La parte supuso que las arañas solo bebían la sangre de sus víctimas (lo cual es incorrecto). Lo dejé aquí porque pasé tiempo escribiéndolo, así que no quiero borrarlo.

Hagamos algunas matemáticas:

Un litro de sangre (en un ser humano) tiene aproximadamente 450 calorías . Un ciervo macho de cola blanca promedio pesa alrededor de 100 kg . Un ciervo de ese tamaño tiene unos seis litros de sangre. Asi que$6*450 = 2700$calorías Esos son números muy aproximados, pero para esta pregunta servirá.

No es fácil saber cuánto comerá una araña, depende en gran medida de la especie y/o del comportamiento de la araña. Esta pregunta supondrá que las arañas actúan como una tarántula. También supondré que las arañas pesan unos 20 kg. Eso es aproximadamente 100 veces el peso de una araña promedio. Según el propietario de una araña, una tarántula de 200 g consume unas 25 calorías al día. Asi que$25*100=2500$, lo que significa que estas enormes arañas comerían alrededor de un ciervo al día.

En Pensilvania, hay un promedio de 30 ciervos por milla cuadrada . Esto hace que el número de ciervos sea bastante bajo si hay doce arañas. Pero con otros animales (un oso probablemente podría alimentar a un par de arañas) y un rango de caza de varias millas cuadradas, entonces habría suficiente alimento.

A veces las arañas comen más que eso en un día, a veces menos. La mayoría de los números en esta publicación son promedios.

En cuanto a los requisitos dietéticos, no hay absolutamente ningún problema con las arañas gigantes. Tendrían esencialmente las mismas necesidades dietéticas que cualquier otro gran depredador, por lo que cualquier entorno capaz de soportar, digamos, lobos, osos o tigres también podría albergar arañas gigantes de tamaño similar.

(De hecho, dado que las arañas son ectotermos , podrían sobrevivir potencialmente con un suministro de alimentos más escaso y/o menos regular que los depredadores mamíferos. En ese sentido, los depredadores reptiles como las serpientes grandes o los cocodrilos podrían proporcionar una mejor comparación).

Lo que impide que las arañas crezcan como un oso en la vida real no es el suministro de alimentos, sino las dificultades para ampliar el plan corporal de los artrópodos . Los principales problemas parecen ser el exoesqueleto (y la consiguiente necesidad de muda), así como la entrada de oxígeno:

• Cuanto más grande es el animal, más grueso, incluso en proporción, debe ser su esqueleto para soportar su peso. Un esqueleto más grueso es más pesado y, por lo tanto, requiere músculos más fuertes (y, por lo tanto, más gruesos y pesados) para moverlo, lo que a su vez necesita más soporte esquelético, y así sucesivamente. En algún momento, el esqueleto simplemente no puede sostener los músculos que serían lo suficientemente fuertes para levantarlo.

  Esta es una simple consecuencia de la ley del cuadrado-cubo , y se aplica igualmente bien a los animales con esqueletos internos que a los que tienen esqueletos externos, pero parece que, en tamaños grandes, un esqueleto interno es más eficiente para sostener el cuerpo y puede por lo tanto, admite tamaños de cuerpo más grandes.

• Otro gran problema con los exoesqueletos de artrópodos es que no pueden crecer con el cuerpo, sino que deben mudarse y reemplazarse . Una araña en muda es débil y vulnerable, y cuanto más grande es la araña (y, por lo tanto, más grueso es el exoesqueleto), más dura esta fase "inexperta".

  Para las tarántulas grandes, como el comedor de pájaros Goliat , el nuevo exoesqueleto puede tardar horas en secarse y endurecerse; para una hipotética araña del tamaño de un oso, probablemente tomaría días. Durante este tiempo, la araña no puede moverse y está esencialmente indefensa. Casi la única forma en que una araña gigante podría sobrevivir a la muda sería cavar una madriguera y esconderse en ella, con la esperanza de que ningún depredador oportunista la vea antes de que sea capaz de defenderse nuevamente.

  (Si las arañas gigantes fueran sociales, podrían protegerse y defenderse entre sí durante la muda, pero esto presupone una estructura social muy avanzada y tiene un costo: las arañas que protegen a sus compañeros de manada que están mudando no pueden salir y cazar a la vez). al mismo tiempo Aún así, si desea tener arañas gigantes marginalmente realistas en su escenario de fantasía, este parece ser el camino a seguir).

• Para muchos artrópodos terrestres, como los insectos, el factor limitante del tamaño real parece ser su sistema respiratorio (relativamente) pasivo , que depende de que el aire se difunda directamente en los tejidos a través de una red de tubos abiertos llamados tráquea. Esto funciona bien en tamaños pequeños, pero se escala mal a medida que el cuerpo crece. Los fósiles de insectos muy grandes de la era Paleozoica proporcionan alguna evidencia de esta hipótesis , cuando los niveles de oxígeno en la atmósfera eran más altos que en la actualidad.

  Sin embargo, muchas arañas tienen un sistema de transporte de oxígeno activo con pulmones de libro , por lo que es posible que no sean tan susceptibles a este problema en particular. Aún así, sus arañas gigantes necesitarán pulmones eficientes para absorber oxígeno y un corazón eficiente para distribuirlo en sus tejidos. (La última parte no es trivial; el sistema circulatorio doble completamente dividido en aves y mamíferos es el resultado de una evolución considerable).

La primera pregunta es, ¿Qué tamaño podrían tener?

Por lo tanto, debemos saber cómo crecen. Simplificado: los insectos y las arañas tienen hormonas de crecimiento, al igual que los mamíferos. Pero su exoesqueleto no puede crecer con ellos. Tienen que cambiarlo de vez en cuando, ya que se hacen demasiado grandes para su esqueleto. Entonces, mientras crecen, las hormonas de crecimiento no aumentan y, en algún momento, la tasa de hormona por sangre será tan baja que ya no crecerán. Este es el momento en que cambian de piel. Después de que se quitan la piel vieja, la producción de la hormona del crecimiento aumenta y comienzan a crecer nuevamente, este es un bucle que dura toda la vida, pero disminuye cada vez más con el tiempo.

www.iflscience.com/plants-and-animals/why-monstrously-large-insects-and-spiders-dont-exist

Entonces esto nos dice que crecerán más y más lento a medida que crecen. Una araña enorme (digamos del tamaño de un perro) debe ser muy vieja, varios miles de vidas normales de araña, supongo.

Pero hay otro (¡real(!)) problema: ¡El sistema circulatorio de las arañas funciona de manera diferente a lo que sabemos de los mamíferos! imagen de una araña

No tienen un corazón como el nuestro, sino una especie de tubo que bombea la sangre de un extremo al otro del cuerpo. Sus órganos simplemente "cuelan" en la sopa de sangre.

Este tipo de sistema circulatorio no es capaz de suministrar sangre a un cuerpo grande debido a problemas de presión. Hay fósiles de insectos y arañas más grandes, pero los científicos asumen que la presión del aire era significativamente diferente a la actual.

Entonces, si desea hacer arañas grandes en un entorno realista, debe cambiar la presión del aire o la gravedad (lo que también conducirá a una presión de aire más baja).

Segunda pregunta, ¿qué pueden comer y cuánto? Las arañas grandes como las tarántulas se alimentan de pequeños mamíferos y pájaros, cuando pueden conseguirlos. Además, muchas arañas practican el canibalismo. Entonces, si no pueden encontrar una presa fácil, se comerán a sus hermanos, hermanas y padres. Entonces, una gran población probablemente no morirá de hambre por completo cuando la presa sea baja, simplemente se comerán entre sí. Cuando la presa es abundante, una sola hembra puede poner cientos y miles de huevos y hacer que la población vuelva a su tamaño anterior con facilidad.

Esencialmente, comen todos los seres vivos que pueden atrapar.

Pero aún deben ser conscientes de las peleas peligrosas. Si no tienen que correr un riesgo, lo evitan. La frecuencia con la que deben comer depende de su comportamiento. Las arañas cazadoras tienen que comer con mucha más frecuencia que las especies que construyen telarañas. Pero ambos pueden durar largos períodos sin comida o con poca comida. El mayor problema es el suministro de agua. Debido a que no obtienen su líquido de la presa, tienen que beber. Las verdaderas arañas de nuestro mundo hacen esto a partir de gotas de agua y charcos.

Las arañas enormes no podrán beber gotas de agua, por lo que tendrán que encontrar lagos o algo así. Por lo tanto asumo que no pueden vivir en cuevas secas.

Las arañas no necesitan comer tanto. En términos de requisitos de alimentos, las arañas gigantes serían bastante compatibles con la mayoría de los entornos.

Según la Ley de Kleiber :

Para la gran mayoría de los animales, la tasa metabólica de un animal escala a la potencia de ¾ de la masa del animal. Simbólicamente: si q0 es la tasa metabólica del animal y M la masa del animal, entonces la ley de Kleiber establece que q0 ~ M^¾. Así, un gato, con una masa 100 veces mayor que la de un ratón, tendrá un metabolismo aproximadamente 32 veces mayor que el de un ratón.

El razonamiento detrás de esto es que cuanto más pequeño es un animal, más grande es la fracción de su masa corporal que consiste en estructura en lugar de reserva. La masa estructural implica costos de mantenimiento, mientras que la masa de reserva no; ergo, los animales pequeños respiran más rápido y necesitan más calorías por masa que los más grandes.

Suponiendo que la Ley de Kleiber sea cierta para estas arañas gigantes, podemos calcular su requerimiento metabólico comparándolo con una araña "de la vida real" con niveles de actividad comparables, más el requerimiento calórico de producción de seda.

Un Goliath Bid-Eater , la especie de tarántula más grande en masa, pesa alrededor de 70-80 g en promedio (aunque puede crecer hasta los 170 g). Según los sitios web de cuidado de arañas ^[2] , una dieta de 6 a 8 grillos por semana es suficiente para "las especies de tarántulas más grandes". ¡Eso es solo alrededor de 10 calorías por semana!

Por este cálculo:

70 g araña => 10 Cal/semana
∴ 70 kg araña => 10 * (1000^¾) Cal/semana ~ 1780 Cal/semana.

Tomemos ese número como "requerimiento calórico en reposo", ya que una tarántula cautiva tendría una actividad limitada en comparación con una 'araña salvaje' que necesitaría cazar presas activamente.

Para las arañas, una fuente importante de costos metabólicos también es la creación de seda. ^[1] . Entonces, mientras más telaraña/seda produzca una araña gigante, más calorías necesitará. La seda de araña es liviana: suficiente seda de araña para dar la vuelta al mundo una vez solo pesaría 500 g, pero digamos que estas arañas gigantes hilan una seda proporcionalmente más gruesa, de modo que la misma longitud de seda pesa 100 veces más.

Valor calórico de la seda ~ 4500 Cal/g

Entonces, una araña de 70 kg que produce solo 1 g de seda al día necesitaría una ingesta calórica adicional de 4500 Cal por día para la producción de seda.

Dado que las arañas reales comen lo suficiente como para sacarlas del apuro durante días seguidos:

Asumiendo 70 kg de arañas que producen 1 g de seda por día
y 100 kg de ciervos que son 80 % consumibles a 1,5 cal/g con un total de 120 000 cal
=> Un (1) ciervo alimentaría a cuatro (4) arañas durante siete (7) días

ETA: Sin embargo, incluso con un hilo 10 veces más grueso (10 micras => 100 micras) y 100 veces más pesado que la seda de araña normal, 1 g de seda de araña sería más de 166 m (1,31 g/cc /(0,005 cm *0,005 cm *pi)), por lo que es muy poco probable que incluso una araña gigante produzca 1 g de seda al día. [Gracias a @Sempie por llamar mi atención sobre esto].

Entonces, de manera más realista, a menos que la producción de seda sea lo suficientemente significativa (en términos de ancho/densidad/longitud) para pesar mucho, tendría un costo calórico insignificante.

Además, las arañas a menudo reciclan la seda de sus telas. Si estas arañas gigantes no están expandiendo territorio, podrían estar comiendo seda vieja para 'retocar' sus telas, lo que podría eliminar aún más los requerimientos calóricos externos (no de seda).

Por eso:

Suponiendo arañas de 70 kg con una producción de seda insignificante
y ciervos de 100 kg que son 80 % consumibles a 1,5 cal/g con un total de 120 000 cal
=> Un (1) ciervo alimentaría a treinta y tres (33) arañas durante catorce (14) días

_{El documento vinculado anteriormente también proporciona una ecuación para el costo de actividad de la construcción web. Costo total de la construcción de la telaraña ~ (4,5 * Peso de la telaraña en mg) + [Peso de la araña en gramos * (2,79 * Peso de la telaraña en mg)] calorías
Supongo que el costo de esta actividad se soluciona con la Ley de Kleiber, pero si no es así , entonces los requisitos dietéticos serían:
=> (4.5 * 1,000) + [70,000 * (2.79 * 1,000)] = 4500 + [70,000 * 2790]
= ¡la enorme e insostenible 195,304,500 Calorías! (Un elefante africano adulto necesita alrededor de 70,000 Cal por día para comparar)}

El problema no es tanto dietético como la ley de dos tercios. A medida que aumenta la escala de una criatura, la masa aumenta como el cubo del tamaño, mientras que las áreas aumentan como el cuadrado. Eso significa que la tensión en la sección transversal de las patas aumenta linealmente con el tamaño, razón por la cual las criaturas grandes tienen patas más grandes (en proporción al tamaño de su cuerpo) que las criaturas pequeñas. De manera similar, las arañas no tienen un sistema circulatorio para mover el oxígeno hacia el interior del cuerpo. Dependen de la difusión, que funciona en distancias de fracciones de pulgada, pero no en muchas pulgadas.

Un gran ensayo es "Sobre tener el tamaño correcto", JBS Haldane

La tarántula Aphonopelma anax pesa en promedio 6,91 g para los machos y 15,72 g para las hembras [1] . Según los sitios web sobre el cuidado de las tarántulas, una Aphonopelma anax hembra debe recibir 2 grillos grandes por semana (pero pueden pasar meses sin comer). Un grillo doméstico adulto pesa entre 0,34 y 0,61 g y tiene un 60 % de proteína, un 35 % de grasa y un 5 % de carbohidratos. Esto hace que 1 grillo tenga entre 1,96 y 3,5 calorías, por lo que una tarántula de 15,72 g consume idealmente entre 3,93 y 7 calorías por semana. Una tarántula de 1 kg necesitaría 88-158 calorías por semana, 498-886 para una araña de 10 kg y 1955-3483 para una araña de tamaño humano de 62 kg. ¡Una araña de 475 kg necesitaría más de 9000! Un conejo de 1,6 kg tiene alrededor de 6000 calorías, por lo que la nutrición debe ser la menor de tus preocupaciones, ya que tu araña gigante tendría dificultades para obtener suficiente oxígeno y tendría problemas en las articulaciones.