Гигантизм живых организмов прошлого
Ученые до сих пор не сошлись в едином мнении о причинах огромного роста представителей фауны и многих представителей флоры в эпоху, допустим, мезозойской эры (по официальной шкале). Одно неоспоримо: были комфортные, тепличные условия и наличие в достатке пищевых цепочек.
Но в тропических и экваториальных районах по прежнему имеются достаточно приемлемые и круглогодичные условия для такого развития. Но подобного роста у рептилий или у других представителей фауны не наблюдается. А напротив, в более прохладных района (Калифорния) произрастают гигантские секвойи. Про это я писал здесь: Уцелевшие представители древней флоры
Огромные размеры фауны (динозавров) и флоры связаны с плотностью атмосферы и с ее элементным газовым составом. С обменными процессами из-за этих факторов. Плотность была выше и углекислого газа (СО2) было больше. СО2 как ни странно стимулирует усвояемость кислорода клетками крови. Чем больше - тем лучше. С этим связан пародокс дыхательных практик, в частности гипоксических тренировок. Вот выдержка из книги Ю.Б.Буланова «Гипоксическая Тренировка - путь к здоровью и долголетию»:
«Мы вдыхаем воздух, в котором 0,03 % углекислого газа, а выдыхаем - 3,7 % СО2. Углекислый газ постоянно выделяется организмом в окружающую атмосферу. Отсюда всегда делался вывод о том, что организм выделяет «вредный» углекислый газ, который является конечным продуктом многих биохимических звеньев обмена. Однако, по мере продвижения науки вперед, обнаруживались очень интересные факты. Если добавить к чистому кислороду углекислый газ и дать подышать тяжелобольному человеку, то его состояние улучшится в большей степени, чем если бы он дышал чистым кислородом. Оказалось, что углекислый газ до известного предела способствует более полному усвоению кислорода организмом. Этот предел равен 8 % СО2. С повышением содержания СО2 до 8 % происходит повышение усвоения О2, а затем с еще большим повышением содержания СО2 усвоение О2 начинает падать.»
«Ситуация на первый взгляд парадоксальная - лечение кислородной недостаточности производится при помощи задержек дыхания. Отчасти благодаря кажущейся парадоксальности, многие люди не могут воспринять теорию Гипоксической Дыхательной Тренировки. Однако, если вдуматься никаких парадоксов здесь нет. Все основано на элементарном знании законов природы и физиологии организма. Мы вдыхаем воздух, в котором содержится 21 % О2, а выдыхаем воздух, содержание О2 в котором составляет 16 %. Мы не используем весь кислород, содержащийся й воздухе, мы используем всего лишь около одной трети его, а две трети выдыхаются обратно. Отметим, что более полному усвоению О2 способствует не только СО2, который расширяет сосуды и повышает проницаемость клеточных мембран для кислорода. Этому способствует также более длительный контакт кислорода воздуха с гемоглобином во время задержек дыхания.»
Оказывается, ученые давно знают, что плотность и элементный состав древней атмосферы был иным:
График изменения состава атмосферы в прошлом Земли
Источник
С временной шкалой, конечно, можно поспорить, т.к. у ОН очень много условностей и примерностей.
Вот здесь достаточно подробная работа по эволюции атмосферы Земли
И вот еще один замалчиваемый (либо не офишируемы) факт:
В 1988 г. исследуя доисторическую атмосферу воздуха законсервированную в кусочках янтаря с возрастом около 80 мл. лет американские геологи Г. Ландис и Р. Бернер установили, что в меловый период атмосфера существенно отличалась не только по составу газов, но и по плотности. Давление было тогда в 10 раз выше. Именно «густой» воздух и позволял летать ящерам с размахом крыльев около 10 м., сделали вывод учёные.
Учитывая, по крайней мере, эти два фактора (ускорение обменных процессов при повышении СО2 до 8% и возможное повышенное давление в атмосфере вследствии увеличенной массовой доли СО2), можно сделать предварительный вывод: почему были возможны гиганты на Земле в те времена. Не привожу названия эр (мезозой, палеозой), т.к. считаю их в корне не верными в плане отнесения их в глубь на млн. лет.
Как дополнение, еще хочу привести выдержки из дискуссии, которая состоялась в этой статье:
[Spoiler (click to open)]
gl_301
Как современная Наука объясняет саму возможность существования (а самое главное, размножения) этих удивительных животных? Ведь существующая сегодня сила тяжести должна была их просто таки напросто-таки раздавить. А?
Что Вы по этому поводу думаете?
ph_doctor
я не палеонтолог и не генетик. Я по техническим наукам.
насколько я помню по прочитанным книгам, максимальные размеры существа ограничены не силой тяжести, а проблемой пропитания и доставки питательных веществ до всех точек организма. Такая масса должна хорошо протапливаться солнцем (они же хладнокровные были), и чрезвычайно хорошо питаться. Если эти две проблемы решены, то остальное решается изменением сечения элементов. Грубо говоря, ничто же сейчас не мешает существованию огромных секвой и баобабов. Также и тут - чтобы нести большую массу, делай толще кости. В целом, при увеличении размеров живых существ, сечение костей растёт не линейно, но не настолько быстро, чтобы существование динозавров делало невозможным. Самые крупные из найденных динозавров поражают, конечно, воображение размерами, но не настолько, чтобы конструкция их тела была фантастической.
В настоящее время существование подобного размера существ невозможно в силу невозможности их прокормки и необходимости поддерживать высокую температуру тела. Причём, обе проблемы одна на другу завязаны - часть пищи теплокровным приходится пускать на получение тепловой энергии.
Во времена существования динозавров этих проблем не было в силу совершенно иного климата Земли. На земле было очень, дико чрезвычайно жарко. Средняя температура океана составляла +65 градусов цельсия. Кроме того, весь углерод, в настоящее время лежащий огромными пластами под землёй, был тогда растворён в атмосфере. С углеродом важный момент потому что по сути все деревья, которые вы видите вокруг, есть растворённый в воздухе углерод, абсорбированный и превращённый деревьями в древесину.
При такой атмосфере не было проблем с орошением суши - шли постоянные дожди, и не было проблем с ростом растений - углерода до фига, растения росли неимоверно быстро. Соответственно, динозаврам было что жрать, и им было не холодно. В голове был маленький мозг, который практически не надо было кормить. Большой подвижности не нужно, мощная мускулатура не нужна - все противники давятся массой.
У хищников были свои собственные заморочки со строением тела, но все хищники были значительно мельче. Самый крупный хищник, тиранозавр, имеет длину тела 12 метров, высоту 4 метра, массу до 6,8 т что в целом сравнимо с современными слонами (высота 3,5, длина до 7,5 м, масса до 7 т).
Это потом с изменением климата наступила экологическая катастрофа - углерод из атмосферы деревья высосали, парниковый эффект пропал, температура атмосферы стала падать, жрать стало нечего. Огромные рептилии, собственно, и перемерли все прежде всего из-за того, что стало нечего жрать. Уж больно они были завязаны на свою экосистему и были слишком узкоспециализированными.
gl_301
Спасибо за ответ.
Я не буду оспаривать написанное Вами, а просто изложу свою т.з. рядом, чтоб Вы сами воочию смогли бы видеть нашу с Вами разницу в подходах.
Итак.
В общем-то давно уже сделаны расчёты учОными мужами, что птеродактили не смогли бы подняться в воздух даже при нынешней силе тяжести. Допустим, птицы (прямые потомки динозавров) имеют лучшую мышечную систему, лучшее кровоснабжение и дыхание, более приспособленный скелет и т.д. - одним словом, всё лучше. Тем не менее, им пришлось уменьшить размеры. Ничего личного, только физика(
Дело в том, что, так называемый, "парадокс динозавров", дискутируется уже много лет. Помимо неспособности скелета нести такую колоссальную массу, есть дополнительные "почему". Например, кровяное давление. Не существует в природе модели сердца, которая была бы способна поднять кровь по шее диплодока к его башке на высоту 5эт. дома. Понимая это, высоколобые придумывают на ходу различный бред. Последнее, из того, что я читал, что у них было несколько сердец, располагавшихся непосредственно в шее и т.п.
Тут ситуация следующая: они ведь не только жрали, им ведь ещё и пить надо было как-то. И если обычный папоротник эпохи мезозоя вырастал до высоты 10 эт. дома, то тогда понятно, зачем природа наделила их почти всех такими гигантскими хвостами. Хвост уравновешивал шею. Нужна была очень длинная шея, чтоб дотянуться и поглодать свежих листьев. Но возникает вопрос: а как они пили? Ведь вода на деревьях не растёт. Поэтому, нравится кому-либо или нет, но им приходилось то голову поднимать, то опускать. А это впрямую упирается в вопрос кровяного давления. Перепады этого давления должны были быть чудовищными. Даже если бы их сосуды были из легированной стали, то их разорвало бы на тряпки уже со второй попытки.
УчОные понимают, что эволюция назад никогда не ходит. И если когда-либо существовал скелет или сосудистая ткань, превосходящие аналоги своими несущими и прочностными способностями, то они не могли быть утрачены эволюцией, а ровно наоборот! Они не совсем идиоты, эти ребята с научными степенями и званиями. Они понимают, что теория эволюции это базис, который нельзя разрушать ни при каких обстоятельствах. Поэтому приходится выкручиваться, хоть временами это и забавно достаточно выглядит.
Помимо кровоснабжения и дыхания (эту гигантскую тушу необходимо было насытить кислородом), помимо мышечного скелета и костного каркаса, далеко за рамками понимания находится процесс размножения. Понимаете, какое дело - они были яйцекладущими. Тут проблема в том, что если такое животное сядет, то оно уже никогда не сможет встать. Это видно и сегодня - многие крупные животные спят стоя. Понимаете, откладка яиц с пятиметровой высоты на камни... Как Вы себе это представляете? То-то и оно(
А ведь в н/попул. фильмах от BBC какой только галиматьи не увидишь. Оказывается, 70-тонное животное носилось по матушке-планете, билось с хищниками, откладывало на ходу яйца, они падали с 5 м. высоты на камни, не разбивались, хоть, наверняка, меньше двух тонн не весили и т.д. Знаете ли Вы о том, что если лошадь сломала ногу, то её, как правило, умерщвляют? А знаете почему? Да потому, что такие травмы редко совместимы с жизнью, ибо животное очень крупное. И совсем другое дело кошка/собака/человек Для них в такой травме нет никакого риска. Особенно если животное молодое. Я хочу сказать, что риск перелома конечностей у такого животного, как диплодок невероятно высок! Даже если мы предположим, что костный каркас позволял нести такие нагрузки (а подсчитано, что не позволял ни при каких обстоятельствах), то даже тогда такой экземпляр обречён(!) на перелом конечностей.
Одним словом, тема достаточно длинная. Говорить можно долго.
Спасибо за ответ, но не убедили.
ph_doctor
пусть будет жираф, слон, кит - кто угодно с большими размерами.
Для любых гидравлических систем - если система заполнена, то для передвижения жидкости по замкнутому контуру требуются мизерные затраты энергии. Грубо говоря, маленький насосик всё равно всю систему прокачает, но просто с небольшими скоростями.
Каждые 10 метров высоты животного - плюс одна атмосфера давления внизу кровеносной системы. При этом атмосфера эта - в статике. Для динамики она не учитывается, будто и нет её. Следовательно, нужны либо сосуды с толстой стенкой, либо сосуды армированные (т.е. обжатые) мышечной тканью. Ни с тем ни с другим проблем у рептилий нет, организмы очень сильно эволюцинировали.
Когда начинаются рассуждения про то, что нужно огромное сердце, чтобы закачать такую массу крови на такую высоту, пропускется маленькое уточнение - система уже наполнена кровью. Если бы требовалось постоянно подавать на большую высоту кровь, чтобы она там изливалось (то, что мы видим в обычном водопроводном кране), то реально нужны огромные насосы. При заполненной системе этого совершенно не нужно.
Кровь - жидкость относительно вязкая, турбулентного движения в сосудах практически нет, потери на трение небольшие. Сильно её по сосудам не разгонишь, но этого и не требуется. Главное подать кровь по сосуду до ткани, а там вообще всё питается капилярами, где давление основной системы не учитывается (включается капилярное всасывание, очень мощное ).
В общем, не вижу я препятствий для кровеснабжения рептилий.
К примеру - дом. Если нужно водоснабжение дома - нужны уууу какой мощности насосы. А чтобы обеспечить циркуляцию заполненой системы (к примеру - система теплоснабжения дома, либо система циркуляции горячей воды), нужны насосы-фитюлечки.
как-то так
gl_301
Нет. Ни слон, ни тем более кит нам не подойдут. Кит, вообще, из другой оперы. Его вес нивелирован объёмом воды, которую он вытесняет. Пульс кита 9 ударов в мин.
Нам нужно непременно что-то длинношеее. Не длиннохвостое и не вислоухое. Поэтому - жираф.
Особенности строения жирафа напрямую завязаны на его длинную шею, которая достигает 2-х с лишним метров. Допустим, сердце взрослого человека находится ниже макушки на 45-50 см. Это же расстояние у жирафа составляет примерно 2,5-3м.
Итак.
Сердце жирафа весит порядка 10-12 кг при общем весе животного примерно в 1000кг.
Вязкость крови в два раза выше, чем у человека. Сильно отличается и сама кровь: красные кровяные тельца в 3 раза меньше человеческих.
Стенка сердечной мышцы 8 см.
Пульс в состоянии покоя в 2 раза выше, чем у человека. Артериальное давление - в 3 раза.
Жираф оснащён природой уникальной системой кровоснабжения. Сюда входит совершенная система артерий с утолщенными стенками, разнообразными клапанами, сетью мельчайших сосудов, а также с рецепторами, оценивающими кровяное давление. Так, благодаря им происходит управление мощным потоком крови в шее жирафа, его регулирование в зависимости от давления.
При всех этих достоинствах жирафы всё равно не могут быстро вставать. А вот так они пьют:
Можно заметить, что голова не опускается значительно ниже сердца. Таким образом жираф предохраняет сам себя от кровоизлияния в мозг. Не смотря на все перегрузочные клапана и абсолютно уникальную систему снабжения кровью мозга.
Длинная шея задаёт определённые требования и к дыхательной системе. Так лёгкие жирафа превосходят по размерам человеческие в 8 раз. При этом частота дыхания в 3 раза ниже. Это обусловлено длиной трахеи. При вдохе или выдохе не весь воздух через них успевает пройти. В некотором смысле, дыхание жирафа напоминает работу ДВС, когда часть отработанных газов возвращается в головку блока цилиндров и перемешивается со вновь поступившими. Кроме того, быстрый проход такого объёма по трахее может привести к её "обветриванию".
Далее. Ниже прозвучал упрёк, что кости крупных животных в конечностях плохо срастаются из-за низкого насыщения кровью, а вовсе не из-за крупных размеров. Мне лично такой взгляд представляется спорным. Именно в силу своих габаритов и особенностей геометрического строения кровоснабжение конечностей ограничено природой. Возьмём того же жирафа - можно открыть любой справочник или энциклопедию и там стопроцентно будет рассказано об особенностях кровеносной системы именно его ног и головы. Так что, тут надо разделять, что первично. Хотя, конечно, я не специалист и могу ошибаться.
А теперь перейдём к зауроподам. Любуйся!:))
Вот примерно об этом я говорю.
Заявленная длина шеи 11м. Вес до 50 тонн. Ноздри малюсенькие (это важно! Сравни с жирафом)
Недавно встречалась инфа, что то ли в Австралии, то ли в Ю.Ам. найдены останки гигантского (даже по мезозойским меркам) брахиозавра. Им даже дали отдельное название. Искать в времени нет. Так вот: даже с учётом сознательного занижения веса (а такая тенденция существует и не видеть её невозможно), даже с учётом этого, специалисты были вынуждены оценить его минимум в 75 тонн.
Это к слову.
ph_doctor
По памяти, из комментариев создателей фильма Парк Юрского периода.:
При съёмках Парка юрского периода для большей реалистичности попытались смоделировать поведение скелета 3d. Выяснилось, что конструкция позвонков и крепящихся к ним мышц такова, что зауроподы и диплодоки не могут задирать высоко голову. И все изображения, где они нарисованы, изящно выгнувшие шею вверх - неверны. Они держали голову параллельно земле и не могли её задирать физически - мешали мышцы шеи. Это было достаточно большое научное открытие, позволившее объяснить очень многие процессы.
в общем, как-то в том направлении точно стоит поработать. Если есть проблема - понять, как она решалась. В конце концов, динозавры - не выдуманные штуки. Это реальность, данная нам в виде останков. Значит, вся эта фигня как-то работала. Осталось понять, как. И там не так уж и много загадок осталось. Много сейчас генетики стали давать информации, хотя к сожалению, за этот период ДНК очень сильно разрушается.
К сожалению, динозавры меня не особо интересуют. Информацией не обладаю.
gl_301
Ведь с этого же я и начал. В том-то и дело, что динозавры не выдумка. Их скелеты находят. И либо мы должны назвать это всё грандиозной мистификацией (но не понятны ни цели, ни заказчики), либо признать, что мы очень мало понимаем в вопросах эволюционного развития планеты.
Насчёт шеи, которая параллельна поверхности, думаю, что заблуждение. Во-первых, нет тогда объяснения, зачем природа ей наделила этих животных. А, во-вторых, встанет встречный вопрос: а как мышцы могли её в этом положении удерживать?
Ну да бог с ним. Просто, чтоб закрыть эту тему уже.
У меня сохранилась небольшая выборка млекопитающих с размерами костей конечностей и их весом. А так же диаграмма, показывающая, как растёт давление на конечности в зависимости от веса животного.
Здесь видно, что чем больше и тяжелее животное, тем выше давление на торцы костей (что, в принципе, не удивительно). Разумеется, кости крупных животных имеют большее сечение. Однако, мы видим, что это не прямая зависимость, а экспонента. Как увязать этот график с 50-тонными экземплярами, я не знаю. Последняя точка, это слон.
Часто люди отмахиваются: мол, значит, у динозавров были более прочные кости. Или более сильные мышцы. Да мало ли, типа... Но, во-первых, нет никаких тому свидетельств и доказательств. Во-вторых, это противоречит теории Дарвина. потому, что отбор на то и существует, чтоб отбирать лучшее и совершенное. Тогда нам придётся либо отбросить теорию Дарвина, либо признать, что в какой-то момент шла отрицательная селекция. И то, и другое ненаучно.
Мало кто знает, но африканский слон больше и тяжелее азиатского. Однако, к работе он не приспособлен. А на азиатских слонах и бревна таскали, и воевали, да много всего. С известной долей осторожности можно предположить, что африканский слон является эволюционным пределом в данный момент времени. По сути, он может таскать только сам себя. В то время, как обычный муравей способен поднять груз в 50 раз больше собственного веса. Как поместить в эти размышления какого-нибудь диплодока, я просто не представляю.
Ну, наверное, и всё. Спасибо за беседу. Всего Вам хорошего.
ph_doctor
Есть множество способов уменьшить давление. И это не только пропорциональное увеличение сечения костей.
В целом, фигуры динозавров выглядят весьма пропорционально. Противоречия и отторжения не вызывают.
Возможно там что-то было ещё во внешней среде, что способствовало. Не знаю. Значительно более плотная атмосфера, например (как предположение), которая создавала бОльшую архимедову силу и заодно решала вопрос с толщиной стенок сосудов. То что летала там всякая шняга, которую в современных условиях не поднимешь в воздух - это точно. Значит, плотность воздуха была заметно больше. Кто его знает, может и в разы. Как минимум, раз средняя температура мирового океана была в районе 65 градусов, то тогда какой же адский ад творился на суше - это же скороварка с перегретым паром. Все льды мира были растворены в воздухе, и вся нефть и весь уголь мира были тогда растворены в воздухе.
В общем, вся беда в том, что мы берём существ, живших миллионы лет назад в совершенно иных условиях, и убеждаемся, что в современных условиях они выжить бы не смогли. что и без того логично.