Locomoción rotativa en sistemas vivos
Sin embargo, las ruedas y hélices verdaderas —a pesar de su ubicuidad y utilidad en los vehículos hechos por humanos— no han llegado a ser desarrolladas en los procesos evolutivos para el desplazamiento de los seres vivos.
En segundo lugar, las ruedas a menudo están en desventaja competitiva en comparación con otros medios de desplazamiento (como caminar, correr o deslizarse) en entornos naturales, abordando la pregunta «Si las ruedas pudieran evolucionar, ¿por qué podrían ser raras de todos modos?».
Esta desventaja específica del entorno también explica por qué los humanos abandonaron la rueda en ciertas regiones al menos una vez en la historia.Algunos organismos usan la rodadura como medio de locomoción.
[1][3][4] Otras especies adoptan posturas más esféricas, principalmente para la defensa, que pueden permitir la rodadura; este comportamiento se ha observado en pangolines, erizos, armadillos, lagartos armadillo, isópodos, arañas de ruedas, y trilobites fosilizados.
Los escarabajos peloteros forman esferas con excrementos de animales, a los que hacen rodar con sus cuerpos.
El estilo consiste en una varilla transparente de glicoproteínas que está formada continuamente en un saco forrado con cilios, y se extiende hacia el estómago.
A medida que la varilla se disuelve lentamente en el estómago, libera enzimas digestivas.
[10] Hay dos ejemplos conocidos de estructuras giratorias a escala molecular utilizados por las células vivas.
[14] El único ejemplo conocido de una "rueda" biológica, un sistema capaz de proporcionar un par motor propulsivo continuo sobre un elemento fijo al cuerpo, es el flagelo, una cola como un sacacorchos utilizado por procariotas unicelulares para la propulsión.
")[23] En tal paisaje adaptativo, las ruedas pueden considerarse un "pico" muy favorable, pero el valle alrededor de ese pico puede ser demasiado profundo o amplio por el acervo génico para migrar a través de la deriva genética o la selección natural.
Stephen Jay Gould señala que la adaptación biológica se limita a trabajar con componentes disponibles, comentando que ""wheels work well, but animals are debarred from building them by structural constraints inherited as an evolutionary legacy" ("las ruedas funcionan bien, pero los animales están privados de la construcción de ellas por las limitaciones estructurales heredadas como un legado evolutivo.
")[26]:48 Por lo tanto, la selección natural explica por qué las ruedas son una solución poco probable para el problema de la locomoción – una rueda parcialmente evolucionada, con uno o más de sus componentes clave faltantes, probablemente no impartiría una ventaja para un organismo.
El cuerpo basal, que es ahora el motor rotativo, por ejemplo, podría haber evolucionado a partir de una estructura utilizada por la bacteria para inyectar toxinas en otras células.
[27][28][29] Este reclutamiento de estructuras previamente evolucionadas para servir a nuevas funciones se llama exaptación.
Además, los animales grandes no pueden producir altas aceleraciones, porque la inercia aumenta rápidamente con respecto al tamaño del cuerpo.
[32] En los sistemas mecánicos típicos, algún tipo de cojinete y/o lubricante debe ser utilizado para reducir la fricción en la interfaz entre dos componentes.
[4] Otro problema potencial que surge en la interfaz entre la rueda y el eje (o entre el eje y el resto del cuerpo) es la capacidad de un organismo para transferir materiales a través de esta interfaz.
[23] Estas desventajas sugieren que, incluso sin las limitaciones biológicas mencionadas anteriormente, la ausencia de ruedas en la vida multicelular puede no ser en realidad la "oportunidad perdida" de la biología que parece a primera vista.
La resistencia a la rodadura es también la razón por la cual las ruedas no se ven en ciertas civilizaciones humanas de la historia.
[16] Durante la época del Imperio Romano, los carros con ruedas eran comunes en el Oriente Medio y el Norte de África; sin embargo, cuando se derrumbó el Imperio y sus caminos cayeron en mal estado, las ruedas perdieron su mérito en las poblaciones locales, que prefirieron a los camellos para el transporte de mercancías en el clima arenoso del desierto.
[15]:398[16] Las ruedas son propensas al deslizamiento – la incapacidad para generar fricción – sobre terreno suelto o resbaladizo.
En un ejemplo de biónica, vehículos con patas han sido empleados en la industria maderera, ya que son capaces del acceder a terrenos más difíciles a diferencia de los vehículos con ruedas.
Por lo tanto, el desplazamiento entre obstáculos presenta un desafío para la locomoción con ruedas en terrenos naturales en todas las escalas de tamaño.
Debido a estas limitaciones, las ruedas destinadas para terrenos difíciles requieren un diámetro mayor.
[15]:402-403 Con ruedas no articuladas, la escalada de obstáculos hará que el cuerpo del vehículo se incline.
Las extremidades utilizadas por los animales para la locomoción sobre terreno a menudo también se utilizan para otros fines, tales como agarrar, manipular, escalar, colgar de las ramas, la natación, la excavación, saltar, lanzar, patear y el acicalado.
Con una falta de articulaciones, las ruedas no serían tan útiles como las extremidades para estas funciones.
[3] Se dice que la serpiente mete su cola en la boca y gira como una rueda hacia su presa.
[45] El artista gráfico holandés M. C. Escher inventó una criatura a la cual llamó Pedalternorotandomovens centroculatus articulosus, que era capaz de enrollarse hacia adelante.
