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Grösse von Dinosauriern: Verhältnis Volumen zu Oberfläche. Muskelquerschnitt

 

Inhaltsverzeichnis

Einleitung
Würfel
Gebäudeisolation
Ökogeographische Regeln
Grosse und kleine Tiere
Ameise und Floh
Kleine Tiere und Totfallen
Herzschlagfrequenz
Langes Seil
   Die Grösse von Lebewesen ist nach oben begrenzt allein durch die Auswirkungen des Verhältnisses Volumen zu Oberfläche.

Insbesondere können Tiere nicht beliebig gross werden. Hier spielt der Muskelquerschnitt eine grundlegende Rolle.

Die Kraft, die ein Muskel aufbringen kann, hängt fast allein von seinem Querschnitt ab, insbesondere nicht von seiner Länge. Das gilt für die unterschiedlichsten Formen von Muskeln gleichermassen, also z.B. für Insektenmuskeln und Wirbeltiermuskeln.
Die Auswirkungen dieses Sachverhaltes sind weitreichend.

Betrachten wir wieder die gewöhnliche Maus und die hypothetische Polarmaus aus vorangehendem Kapitel.
Die Polarmaus ist in allen drei Dimensionen doppelt so gross, hat also das achtfache Körpergewicht.
Ihre Muskeln haben natürlich ebenfalls das achtfache Gewicht bzw. ihr Volumen ist acht mal so gross wie das Muskelvolumen der gewöhnlichem Maus.

Etwas genauer:
Vergleichbare Muskeln sind bei der Polarmaus doppelt so lang und haben den vierfachen Querschnitt.
Da sich die Länge nicht auf die Kraft auswirkt, bleiben nur noch die zwei Dimensionen des Querschnittes übrig:
Die Polarmaus ist bei achtfachem Körpergewicht lediglich viermal so kräftig, und daher nur halb so agil. 
Das ist auch ungefähr das was man in der Natur beobachtet: Je grösser das Tier, desto träger ist es. Freilich sind die biologischen Zusammenhänge wesentlich komplexer, doch der grundlegende Zusammenhang trifft durchaus zu.

Wenn man diesen Gedankengang für immer grössere Tiere weiter entwickelt, dann lässt sich die notwendige Muskelmasse irgendwann nicht mehr sinnvoll z.B. an Armen und Beinen unterbringen, ohne dass die Beweglichkeit leidet.
Diese Überlegungen spielen z.B. bei den grossen pflanzen-fressenden Dinosauriern eine Rolle: Konnten sie frei stehen, oder benötigten sie den Auftrieb des Wassers in den Seen, in denen sie möglicherweise lebten? Konnten sie ihre Hälse senkrecht nach oben aufrichten? Konnten sie alleine aufstehen?

Es ist wohl anzunehmen, dass sie unter ihrer Grösse wohl nicht gerade gelitten haben. Allerdings spricht viel dafür, dass deren Grösse nahe an dem gelegen hat, was muskeltechnisch möglich gewesen ist. 

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