生物は進化の過程で車輪をなぜ持たなかったか 山中俊治さんを中心とした会話

「生物は進化の過程で車輪を何故持たなかったか(可能性はあったか)、という話題(…)いつの日か私たちは生物そのものをデザインすることになるだろう。その時ための思考実験」(山中俊治) 追記:このまとめに興味を持たれた方はぜひこちらもご覧ください。「空気と飛行、重力、デザインについて 原研哉さんと山中俊治さんの対話を中心に」 http://togetter.com/li/141585
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山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

自転車のすばらしい移動効率を考えると、車輪を持った生き物がいないのは、やっぱり不思議。

2011-12-19 14:39:00
keiji04 @keiji04

血管がある生き物には360度以上回転する部位を持つことは構造上難しいのかな。ちぎれちゃうし。 RT @Yam_eye: 自転車のすばらしい移動効率を考えると、車輪を持った生き物がいないのは、やっぱり不思議。

2011-12-19 14:50:57
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

一般的にはそう言われていますね。でも貝殻の用に外部骨格としてなら…。ちなみに微生物や細胞内器官には連続回転機構を持つものあるようです。RT @keiji04: 血管がある生き物には360度以上回転する部位を持つことは構造上難しいのかな。ちぎれちゃうし。

2011-12-19 15:53:32
taizan @taizan1000

@Yam_eye 車輪は直径の1/4以上の段差は登ることができないそうです。そして生物のサイズが小さくなるほどその段差は非常に多くなります。それ故に生物には車輪がないのだ。と、ゾウの時間ネズミの時間で読んだことがあります。

2011-12-19 14:50:50
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

単純な車輪はそうですが、足先に車輪があっても良いのではないかと。RT @taizan1000: @Yam_eye...

2011-12-19 15:55:39
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

生物は何故車輪を持てないかについてはたくさんのご意見をいただいた。思考実験として、どういう構造であれば既存の生物たちの進化の可能性の中で車輪が持てるかを考えてみるのは面白そうだ。

2011-12-20 03:37:27
audiouno @audiouno

@Yam_eye @taizan1000 車輪は変形しにくい硬質玉やコロ軸受、潤滑、ゴムや空気弾性の適材適所で凹凸路での高効率を得ると考えると、硬質素材を得ることと回転体の弾性を維持する、ということに進化の壁があるのだと思います。

2011-12-20 00:09:16
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

.@audiouno 人などの関節はまさに硬質素材である骨を、柔らかい素材(軟骨)でコーティングことによって、軸受けを形成しているので、素材の硬軟の使い分けはむしろ生物のお得意とも言えるのではないでしょうか。どうやってそれを形成し代謝を行うかは難題ですが。

2011-12-20 03:46:05
audiouno @audiouno

@Yam_eye 関節とは違って高面圧・高回転・無変形軸受が必要で、軸受シールと遠心力の問題で代謝物質が循環しにくいことなどから、高効率を獲られないと思います。高効率で移動できないなら、バッタやノミのようにジャンプした方が速いと。

2011-12-20 09:25:32
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

神経や血管の連続性が切れてしまうので、生物に連続回転機構は不可能であるという話は良く聞くのですが、2枚貝の蝶番のように、完全に外部の硬い素材で作ることはできないでしょうか。ひずめの先に車輪、あるいはボールがあって、平らな所ではローラーブレードのように走る、とか。

2011-12-20 03:50:33
こばやしゆたか @adelie

@Yam_eye (釈迦に説法な気はするんですが)『ハイウェイ惑星』石原藤夫に面白いアイディアがありますね。

2011-12-20 03:47:05
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

@adelie ハイウェイ惑星、読んだような気がするのですが良く憶えていない。確かち「道路ありき」だったような記憶があります。石原さんもどうやったら車輪付き生物が成立するか相当考えたんでしょうね。

2011-12-20 04:02:10
こばやしゆたか @adelie

@Yam_eye どうして地球上の生物が車輪を得なかったかについては「最初に道路がなかったから。不整地においては車輪は役に立たない」と結論づけ、じゃあ最初に道路があったらどうなるんだ?というのがあの話でした。

2011-12-20 04:04:54
こばやしゆたか @adelie

@Yam_eye 筋肉でできた軸受けに「死んだ組織」でできた独楽状の車輪が刺さっているという構造は考えられますね。軸受けの筋肉がモゴモゴ動くことで車輪を回すような感じで。この場合、車輪がすり減った時の代謝をどうするのかが問題です。体の別の所で作っておいて、吐き出してはめる?

2011-12-20 03:55:06
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

面白いです。RT @adelie: 筋肉でできた軸受けに「死んだ組織」でできた独楽状の車輪が刺さっているという構造は考えられますね。軸受けの筋肉がモゴモゴ動くことで車輪を回すような感じで。この場合、車輪がすり減った時の代謝をどうするのかが問題です。体の別の所で作っておいて…

2011-12-20 04:05:41
時計塔のタイムマシン @sqasij

@Yam_eye 粘液を硬化させて輪にし、線毛で転すなど、水分量の少ない極端な世界で生きるカタツムリあたりが持ってそうですね

2011-12-20 04:08:28
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

なるほど。RT @sqasij: @Yam_eye 粘液を硬化させて輪にし、線毛で転すなど、水分量の少ない極端な世界で生きるカタツムリあたりが持ってそうですね

2011-12-20 04:14:06
こばやしゆたか @adelie

これ、なんか夢ありますね。姿がちょっと浮かびそう。RT @Yam_eye: なるほど。RT @sqasij: @Yam_eye 粘液を硬化させて輪にし、線毛で転すなど、水分量の少ない極端な世界で生きるカタツムリあたりが持ってそうですね

2011-12-20 04:14:38
こばやしゆたか @adelie

@Yam_eye 地球上の生物では、鞭毛モーターが有名です。あれは同じ方向にくるくる回り続けます。http://t.co/pHVM7ePG / さて、ここで気がついちゃったのですが、どうして水中生物はスクリューを得られなかったんでしょう。こっちは不整地とか関係ないのに。

2011-12-20 04:06:35
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

確かにスクリューフィッシュありだなあ。RT @adelie: 地球上の生物では、鞭毛モーターが有名です。 http://t.co/qtpmM0LW / さて、ここで気がついちゃったのですが、どうして水中生物はスクリューを得られなかったんでしょう。不整地とか関係ないのに。

2011-12-20 04:16:25
@yamadaggg

@Yam_eye 身体をまるめてボールのようにころがるトカゲがいますよね。そういった車輪の役割をする別の生き物を車輪として寄生させる大きな生き物というのはどうでしょう。

2011-12-20 04:17:27
山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye

このアイデアいい! RT @yamadaggg: 身体をまるめてボールのようにころがるトカゲがいますよね。そういった車輪の役割をする別の生き物を車輪として寄生させる大きな生き物というのはどうでしょう。

2011-12-20 04:19:05
こばやしゆたか @adelie

@Yam_eye @yamadaggg この場合、車輪役は植物の方がいいかもしれません。実や種なんかにはかなり球に近いものありますよね。それを体底面にはめ込んで、「種受け」に生えてる毛なんかで回すの。植物からすれば、種を遠くに運んでもらえるというメリットがあります。

2011-12-20 04:44:32
時計塔のタイムマシン @sqasij

@Yam_eye @adelie 藻や水棲生物が、航空機のバードストライクの様な捲き込みを起こしてしまったので、エラというフィルターとヒレという駆動に分かれた、回転と回遊に分岐がありそうですね。

2011-12-20 04:28:49
こばやしゆたか @adelie

@sqasij @Yam_eye たしかにそうですね。生物は最初は小さいわけですから、わずかなゴミの影響も大きくうけそうです。/ そうなるとスクリューよりも鞭毛のような簡単なフォルムで、かつできれば自分で動いてゴミ落としができそうなものが必要になります。でもそのためには代謝がか…

2011-12-20 04:42:27
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コメント

むささび屋(,, -`x´-) @Josui_Do 2011年12月20日
想像すると気持ち悪さがあるなぁ、車輪持ちの動物。
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ぢゃいける@厚真町 @jaikel 2011年12月20日
シェフィールドのプロテウスの啓示でも脚を車輪状に整態した話がちょっと出てきたな。話の本筋には全く関係ないけど。
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sakamata @sakamata 2011年12月20日
自然環境に多い不整地や泥、草むらでの移動の際のメンテナンスコストが高すぎるからかなぁ。車輪には結局触手的な器官(≒人間の手)で手入れやハマり脱出のフォローが必須だからとか。
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芹沢文書 @DocSeri 2011年12月20日
読んでいて思い出したので http://togetter.com/li/230103 をまとめた。
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月戌🐔🐍🐷㌠ @_moondoggie 2011年12月20日
漫画の『コブラ』にも水銀の池と平坦な土地のある惑星でファランクス的車輪を持つ人々が出てくる話がありましたなー
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裏世界NYANMAGE @nyanmage_x 2011年12月20日
逆の命題は何故車は足で移動しないのか、船はヒレで移動しないのか、飛行機ははばたいて移動しないのかになるか…櫓漕ぎはヒレに近いな。
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arabiannightbreed @a_nightbreed 2011年12月20日
球状の形で転がって移動するならタンブルウィードとかありますけど、能動的に回転しているわけではないですものね。
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唐揚家おこぜ @okoze1941 2011年12月20日
進行波型の超音波モータって利用できないかしら。殻を分泌する生物で、剥がれた脱皮殻に体についた殻を挟むように押しつけて、超音波振動でゆっくり回す、とか。――どんな環境なら発達しうるのやら。技術的道楽でつくった生物かな……。
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こぷやん⋈絶賛冬眠垢 @coprolite 2011年12月20日
着眼点が面白い。この発想はなかったなあ。
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itokata @itokatahakua 2011年12月20日
車輪を持った生物って言っても、坂道だと普通の足のほうがいいことを考えると両生類的な成長とともになくなる器官として持ってたらどうだろう?幼生:車輪で下る、成体:足で登る……
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宇治金時 @uzikin 2011年12月20日
止まる事に、車輪の接地面での摩擦と、車輪を駆動させる力への摩擦と二段階に力を使っちゃってロスが非常に大きいからではないでしょうか。動く効率の多少の良さより止まった場所から動かない方が生存に大きな影響を及ぼす気がします。繊毛は止まる必要ないので使えますけどね。
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たられば @tarareba722 2011年12月20日
これは面白い。ホンダASIMOの開発者は「なぜ二足歩行なのか。御社は車輪がお家芸ではないか」という記者からの質問に「二足歩行は夢があるじゃないですか」と答えたことを思い出した(いっぽうトヨタは車輪付きロボットを作ったわけだが)
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ブージャムのおんばっとちゃん @yojirebashiri 2011年12月20日
車輪を外部から調達するのなら問題ないが、自前で調達の場合はメンテナンスが難しいからってのはどうだろうか?
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はやまさんじゅうろう @totoronoki 2011年12月20日
一度破損してしまうと修復が難しそうだな。坂で体の保持も難しいし。かなり生きる環境が限定されてしまいそう。
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もじゃどぅーϵ( 'ω' )϶ @mojyadu54 2011年12月20日
単純に獲物を狩るのに効率が悪いんじゃね?(´・ω・`)
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ちくわ@だいぶヱロい @tikuwa_ore 2011年12月20日
永続的な回転運動のためには回転部位と基礎部位が独立していなければならないため、高度な生物は構造として車輪を持てないのですな。微生物レベルならべん毛モーターとか、単純な回転構造ならフクロウの首とか色々あるけど。
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安田正 @currysita 2011年12月20日
なぜか映画「DOOM」の下半身がアレなあいつを思い出した。
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くろ @_qro_ 2011年12月20日
ローラーブレードつけたまま交尾できるかなぁ、、、
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e8o @e8o 2011年12月21日
「生物は進化の過程で車輪をなぜ持たなかったか」→ 実はいたんですが、進化の過程で滅びちゃったんです。車輪ころころ、どんぶりこ。みんな転げ落ちて、沈んで、滅びちゃったんです。
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はんぺん @hanpensky 2011年12月21日
車輪と脚(推進器)の併用とかあってもよさそうだよなとは思っておりました。
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tamamusiです♪ @tameyan 2011年12月21日
現在が最終形だと思ったら大間違い。ホントに良ければこれから現れるかもよ。プ 同じ努力をするんなら空を飛ぶ方がエエんじゃね?でも神経の軸索とかアメーバの足はキャタピラのように動くど。
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watnao @watnao 2011年12月21日
仮に過去、車輪装備のほ乳類がいたとしても、生存競争上、やっぱり有利に思えない。木登りの方が重要だったんじゃないかと。あと、徒歩のエネルギー効率もけっこう高かったはず。
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Akira T. @akira_dev 2011年12月21日
実際の生態系において狩猟および天敵から逃げる際の瞬発性等を考えると車輪が活躍できる地形が少ないというのが一番の理由でしょうね。爪のような硬いもので車輪を作ると丸く作るのが難しそうだし、それ以上に軸受けが難しいそう。これは海中でスクリュープロペラを使って推進する仮想生物にも同じことが言える。ベアリングの精度がちょっと悪いと効率がガタ落ちになって高速回転ができない。そんな剛性高く摩耗に強く対称性の高い(精度の高い)生体部品はありませんから、やはり発生的に難しいのでしょうね。海中だとそれ以上にシールが難しいのか
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入江泰輔 @daisukeirie 2011年12月21日
そりゃ車輪構造が力学上無駄だからじゃないかな。前に進むためにも常に足には外側遠心力がかかってしまい非常に効率が良くない。
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孤独な散歩者@愛のわんこ党 @wizardrylife- 2011年12月21日
この興味深いやり取りで浮きぼりになるのは、何が「効率的か」は環境条件と切り離せない、というシンプルな事実かも。
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@メェ~@ひつぢ @kurosirohitudi 2011年12月21日
ディビッド・ブリンのSFで車輪を持った種族(たしかゲケックという種族)が出てきたの思いだした。
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e8o @e8o 2011年12月21日
「生物は進化の過程で車輪をなぜ持たなかったか」→ 車輪は効率的だが、車軸を回転する動力源がひどく非効率なので、生命としては著しく不利です。ガソリン車も電気自動車も、生体に比べてひどくエネルギー効率が悪い。
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Yorihito Tanaka @yorihito_tanaka 2011年12月21日
胃の中で回転させる、フードプロセッサのような消化補助機構は持てないのだろうか
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日陰 @RDJHannya 2011年12月21日
昔ゾウの時間ネズミの時間って本があってなぁ・・・
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ちくわ@だいぶヱロい @tikuwa_ore 2011年12月21日
あー、そうか。構造的な問題にばかり目がいって、エネルギー効率の事に無頓着だった。目うろ~。 QT 生体に比べてひどくエネルギー効率が悪い。
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nekosencho @Neko_Sencho 2011年12月22日
玉をころがしてる、フンコロガシなんかは車輪生物といえるのではないだろうか
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森の(中略)冒険@bio見て下さい @DTMiiko_delete 2011年12月22日
回転機構が不可能な理由として「360度以上回転すると血管などの組織がちぎれるから」が一番有名だけど、そもそも基本的に収縮運動しかできない筋肉を使ってどうやって回転機構を回転させるのかというのも問題になるんじゃないのかな。まあ車輪だけつけて自分で地面を蹴って慣性で進むでもいいけど。
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くりあ/CLEA-R-NOT-3 @Clearnote_moe 2011年12月23日
ハイウェイ惑星の名前が出てるのにそこで書かれてるアイデアと同じ事を思いついて「その発想はなかった」みたいなコメントがついてるのをみると……これが車輪の再発明という奴か!
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くりあ/CLEA-R-NOT-3 @Clearnote_moe 2011年12月23日
思考実験としては面白いんだけど、既存生物に車輪を付けた形を想像してる時点で何か違う様にも思う。進化の過程のどこで車輪獲得の可能性があったかを考えると、多細胞生物がでだしたころには既にその方向性を持ってる必要がありそう。鞭毛モーターは仕組み上大型化できないから、別の構造を獲得して。それが成っていたなら、脊椎動物は根本から今と違った形になってるのではないでしょうかね。
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Akimbo @Akimbo 2011年12月23日
駆動はどうする?車輪を動かすには少なくともクランク構造が必要だ。ピストン運動は実現されているのであとはなんとかなるかな。
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R. Natsuaki @flyingwktk 2011年12月23日
電磁誘導使えばクランクすらいらないぜ!
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Akimbo @Akimbo 2011年12月24日
きっと神様は生物にモーターを装備する予定だったのだけど、できてしまったのはモーターではなくモーオタだったんです。進化の袋小路、よくある話。
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Mr.カトー @Mrkat0 2011年12月26日
RT @taizan1000: @Yam_eye 車輪は直径の1/4以上の段差は登ることができないそうです。そして生物のサイズが小さくなるほどその段差は非常に多くなります。それ故に生物には車輪がないのだ。と、ゾウの時間ネズミの時間で読んだことがあります。
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Mr.カトー @Mrkat0 2011年12月26日
RT @taizan1000: @Yam_eye 車輪は直径の1/4以上の段差は登ることができないそうです。そして生物のサイズが小さくなるほどその段差は非常に多くなります。それ故に生物には車輪がないのだ。と、ゾウの時間ネズミの時間で読んだことがあります。
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岡一輝 @okaikki 2011年12月26日
車輪の効率は、平坦な地面と、複雑な構造に依存している、という事がわかったので、大変に有意義なマトメであります。あと基本的に、生物組織の動きって、伸縮と屈伸だよなあ。回転運動に変える機構を構築する段階で躓く……
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らはると教皇 @lahalt 2011年12月27日
逆説的に考えると生物はまだ進化の過程なのかもしれない。我々は、生物は長い間進化を続けて最終形態である人類に行き着いた、と考えがちだけども、純粋な生存能力を考えたら人間はひどく不出来だ。人類はたまたま知能を持ち得た弱小生物であり進化の副産物であり、生物全体の歴史としては進化はまだ序章という考え方もできるのではないだろうか。
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飄”姫”凜然 @ヮ<)ノ☆ @hyou_rinzen 2011年12月28日
車輪じゃなくて複数のベアリングで滑走するとかじゃ駄目なんだろうか。真球状に生成された胆石の様なものをベアリング替わりにする。そして、例えば胸郭が以上に発達していて一部がサイの角の様に強靭な角質で覆われいて、そこの窪みにベアリングを嵌め込めんで地面に接地させて、ペンギンのトボガンみたいに移動するとか。
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こばやしゆたか @adelie 2012年1月5日
(あれ、かきこまれてない?) >ハイウェイ惑星の名前が出てるのにそこで書かれてるアイデアと同じ事を思いついて ハイウェイ惑星のあれとは、一番根本の所で違いがあると思ったのです。そして、アイディアだけをとっても(くやしいですが)石原藤夫のほうが面白いです。
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kartis56 @kartis56 2012年1月9日
動力伝達部内外の隙間をどうシールするか(ゴミで動かなったらどうするかと、微生物の侵入抑止)と、回転構造の駆動が効率悪いからかな?ベアリング式だと滑走での効率は良くても下にしか進めないし。骨の両側にシリンダーがある2スト駆動は汎用性があり、それなりに効率がいいのでは?
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kartis56 @kartis56 2012年1月9日
あと、車輪は表面が平滑でないと伝達効率よくなくて、不整地対応するとブロックタイヤみたいに転がり抵抗が大きくなる欠点が。
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ぶどう茶 @budoucha 2012年1月14日
誰かがバイオメガって言うかと思ったけど無かった。節足で地面を蹴って車輪を押すタイプだった。
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kaya @kaya730 2012年2月10日
思考実験として面白い。遠い昔の”最初の生存競争”の舞台が、地上ではなく海だったことを考慮すると、ヒレ型のほうが車輪型より生存に有利だったのかもしれない。地上に上がった後にヒレを車輪に進化させるのは難しそうだ。
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高幡 @shock8 2012年3月6日
車輪と本体が、独立した別個の生物でる共生関係であれば、360度回転はクリアできるような。本体は、車輪が死んだら、新しい車輪に取り替えられる。
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山中俊治 Shunji Yamanaka @Yam_eye 2013年1月17日
この一連の会話の後、こんなブログを書いたので、ここにコメントしておきます。「車輪を持った生き物」 http://lleedd.com/blog/2012/02/10/wheeled_wasp/
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kartis56 @kartis56 2013年1月17日
わっかじゃなくてドリル様の螺旋回転で動くのなら蛇などがそうですね。ちょっと画像みつからないけど、そういう車両もあるし
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ゆんゆん探偵 @yunyundetective 2013年11月8日
lahalt 逆説的に考えるまでも無く、進化は常に過程です。終着点なんて無い。人類を進化の最終形態と考えるなら今地球上に生きている全ての生物が等しく「進化の最終形態」です。これは感傷的な平等主義でも何でもなく、生物学的には厳然たる「答え」。特定のタームについて専門領域でのコンセンサスと通俗的な理解が乖離する現象は普遍的なことなんですが、これもその一つかと。
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ゆんゆん探偵 @yunyundetective 2013年11月8日
この手の話題だとエッシャーのカールアップは外せないと思う。http://dpc.uba.uva.nl/c/ctz/images/vol77/nr03/7703a01fig2.jpg
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ゆんゆん探偵 @yunyundetective 2013年11月8日
「何故車輪を持った生物がいないか」と言う問題は真面目に考察すると色々な方向に話題が発展して面白いですね。
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usssy 🟡 @kenken500d 2013年11月8日
「車輪の役割をする別の生き物を車輪として寄生させる大きな生き物」実際に出てくるSF短編を読んだことがあるような気がするけどな。
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NORt @NORt18953368 2017年4月28日
馬車や大八車みたいに駆動と車輪は別でもいいかも 車の便利さは、1.降りれる。2.タイヤ交換できる。3.動力源は利用者と別(機械、馬、雇い人夫)が多い。コロを使って重量物を動かす時は自家利用に当たるか? 生物の一個性に対立する物ばかりだな。車輪材料も他所でエネルギーをかけて作る物ばかりだ。他の生物を利用する生物ができれば…人間か。
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NORt @NORt18953368 2017年4月28日
基本的に効率悪いだけなら繁栄しないだけでニッチに存在はし得る。 存在しないとすればやはり構造が生物の基本構成と相反するからだろう。 硬く重く複雑なのに消耗する。なのに回転の為に一体化できない。これは履帯でも同じ。動かす必要がなければかなり条件は緩和されるが 小さいスケールで使い捨てとか巣内のガイド構造を移動する時とかコロぐらいなら…と思ったが再生産考えなければ潤滑油でoケーか
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🚮 @recyclebin5385 2017年4月28日
kartis56 で挙げられた体内外のシールの難しさの問題は超音波モーターとかハーモニックドライブみたいな機構であればなんとか解決できそうな気がする。めっちゃ効率悪そうだけど
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🚮 @recyclebin5385 2017年4月28日
もしくは flyingwktk みたいに電磁誘導か。発電する動物がいるんだから電磁石を持つ動物だって考えられなくはないし、そういう動物が導電性物質または磁石でできた(死んだ)組織で作った回転体を持っていればいちおうモーターになる
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あいしー★ @aicm2 2019年3月8日
コブラに二種類ほどいた。
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