Monday, April 30, 2012

J.B.S HALDANE, AGAIN

I) Until recently I was intrigued by the current lack of giant animals. I formulated then the hypothesis that 100 million years ago -a time when dinosaurs lived- the food was endless and that they like other giant animals were only a life-plan to be validated by evolution. As competition was only between larger dinosaurs it was necessary to be more bodily efficient. Cardiovascular disease (difficulty pumping blood straight up), thermal dysfunction induced by climate change, osteoarthrosis imposed by the use and weight, induced body modifications on physiology, volume, body surface, modes to absorb and circulate bodily oxygen, etc.. Reducing the size of the bodies was necessary in order to collect and gain greater energy efficiency. With the time the front legs of Tyranosaurius rex were almost like hands and his eyes are moving closer together to acquire 3D vision in order to improve its hunting ability. In this respect, the English biologist JBS Haldane said: II) For each type of animal there is a convenient size and shape. A large change in size will inevitably lead to a change in form. A man of 18 m high, would be 19 times as wide and thick weighing 80 to 90 tons. If sections of their bones were increased only one hundred times, his weight in relation to every square inch of his bones would have to withstand 10 times more weight than normal, finally breaking. If a gazelle, with slender long bones, were bigger, her bones will break unless she develops short and thick legs (like rhinos), so that every inch of her weight has the same bone area to support it. The other possibility is that her body be compressed and his legs extended obliquely to gain stability, as the giraffe.


III) A microscopic worm has a smooth skin through which all oxygen permeates, a straight small intestine with enough surface to absorb food and only one kidney. If such worm will increase 10 times its size in any direction, its weight would be increased a thousand times so that their muscles to be used efficiently would need thousands of times more oxygen and food per day, shedding thousands of times more waste products. If its shape were not altered , its surface would increase only a hundred times, having to absorb 10 times more oxygen per minute per square mm of skin and 10 times more food per mm of intestine. Larger animals are more complicated. They can grow but only up to a limit. Comparative anatomy is a long struggle to increase surface to volume ratio. If insects were larger, they would have difficulty absorbing oxygen, unless they acquire the ability to circulate oxygen through tissues, such as lobsters. IV) It takes a minimum speed to maintain an aeroplane of a given form in the air, the speed varying in proportion to the square root of its length. If its linear dimensions were increased 4 times, the aeroplane should fly 2 times faster. An angel whose muscles do not develop more power -weight for weight- as the eagle, must need breasts of 4 feet to accommodate the wing muscles in order to save weight. Also he must have very thin legs. An eagle does not stay in the air simply by moving their wings. Soaring higher is more difficult as size increases. As a counterpart, eagles could be as large as tigers. V) All animals at rest lose the same amount of heat per unit area of skin, needing food supplies proportional to its surface and not to its weight. A mouse eats ¼ of its own weight each day to stay warm. VI) The eye is inefficient until it reaches a large size. The back of the eye which reflects the external image is composed of rods and cones. For 2 objects be distinguishable their images must fall on separate rods or cones. The mouse eye is not equivalent to the human eye, at small scale. For any use all eyes of small animals have to be larger in proportion to their bodies. Larger animals require relatively small eyes. The same applies to the brain, as we cuadruple our body weight the brain increases only twice.

J.B.S. HALDANE,OTRA VEZ


I) Hasta hace poco me intrigaba la inexistencia actual de animales gigantes. Esbozé entonces la hipótesis de que hace 100 millones de años -época en que vivieron los dinosaurios- la comida era infinita y ellos al igual que otros animales gigantes eran solo un proyecto de vida a ser validado por la evolución. Como la competencia mayor se daba solo entre dinosaurios, era necesario ser más eficientes corporalmente. Las enfermedades cardiovasculares (dificultades para bombear sangre verticalmente hacia arriba), las disfunciones térmicas inducidas por cambios climáticos, las artrosis impuestas por el uso y el peso, irían requiriendo modificaciones corporales centradas en la fisiología, el volumen, la superficie corporal, los modos de absorber y hacer circular el oxigeno corporal,etc. La reducción del tamaño de los cuerpos se imponía a fin de adquirir mayor acopio y eficiencia energética. Por eso las patas delanteras del Tyranosaurius rex eran ya casi manos y sus ojos cada vez más cercanos entre sí para adquirir visión tridimensional y mejor capacidad de caza. Al respecto, el biólogo inglés J.B.S Haldane explica : II) Para cada tipo de animal existe un tamaño y forma conveniente. Un gran cambio en el tamaño llevará inevitablemente a un cambio en la forma. Un hombre de 18 m de alto, sería 19 veces más ancho y grueso pesando 80 a 90 toneladas. Si las secciones de sus huesos se incrementasen solo cientos de veces, en relación a su peso cada pulgada cuadrada de sus huesos tendría que soportar 10 veces más peso que lo normal, rompiéndose finalmente. Si una gacela, de huesos largos y delgados, fuese más grande, sus huesos se romperían a menos que devengan en cortas y gruesas (como las de los rinocerontes), de modo que cada pulgada de peso tenga la misma área ósea para soportarlo. La otra posibilidad es que su cuerpo se comprima y sus piernas se extiendan oblicuamente para ganar estabilidad, como la jirafa.


III) Un gusano microscópico tiene una piel lisa a través de la cual penetra el oxigeno necesario, un intestino recto con suficiente superficie para absorber alimentos y un solo riñón. Si incrementase sus dimensiones 10 veces en cualquier dirección, su peso se incrementaría unas mil veces de modo que para usar sus músculos de modo eficiente necesitaría miles de veces más oxigeno y alimentos por día, excretando miles de veces más productos de deshecho. Si su forma no fuese alterada, su superficie se incrementaría solamente cien veces, debiendo aspirar 10 veces más oxigeno por minuto por cada mm cuadrado de piel y 10 veces más alimento por cada mm de intestino. Los animales más grandes son más complicados. Se puede crecer más pero solo hasta un límite. La anatomía comparada es una larga lucha para incrementar la superficie en proporción al volumen. Si los insectos fuesen más grandes, tendrían dificultades para absorber oxigeno, a menos que adquiriesen la capacidad de hacer circular oxigeno por sus tejidos, como las langostas. IV) Se necesita una velocidad mínima para mantener un aeroplano de una forma dada en el aire, variando la velocidad en proporción a la raíz cuadrada de su longitud. Si sus dimensiones lineares se incrementasen 4 veces, el aeroplano debería volar 2 veces más rápido. Un ángel cuyos músculos no desarrollasen más poder -peso por peso- como las del águila, requerirían proyectar mamas de 4 pies para alojar músculos que movilizen las alas a fin de economizar peso, teniendo que ser entonces sus piernas muy delgadas. Un águila no se mantiene en el aire simplemente moviendo sus alas. Volar más alto es más dificil a medida que se incrementa el tamaño. Como contraparte, las águilas podrían ser tan grandes como los tigres. V) Todos los animales calientes en reposo pierden la misma cantidad de calor por unidad de área de piel, necesitando suministros de alimentos proporcionales a su superficie y no a su peso. Un ratón come ¼ de su propio peso cada día, para mantenerse caliente. VI) El ojo es ineficiente hasta que alcanza un gran tamaño. La parte posterior del ojo donde se refleja la imagen exterior está compuesta de conos y bastones. Para que 2 objetos sean distinguibles sus imágenes deben caer en conos o bastones separados. El ojo del ratón no equivale al humano, a pequeña escala. Para cualquier uso todos los ojos de pequeños animales tienen que ser más grandes en proporción a sus cuerpos. Los animales más grandes requieren relativamente ojos pequeños. Lo mismo sucede con el cerebro, a medida que cuadriplicamos el peso corporal el cerebro solo se incrementa al doble.

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