Proteger de los animales
Los animales, organismos que van desde microscópicos hasta más grandes que un autobús, encarnan una amplia variedad de daños a los sistemas vivos, incluidos otros animales. Amenazan a través de la depredación, la herbivoría, la defensa, y el parasitismo y competen por recursos como el agua, los nutrientes y el espacio. Cualquier organismo vivo comúnmente enfrenta amenazas de una variedad de animales, lo que requiere estrategias que se defiendan de manera efectiva de cada uno. La trucha y otros peces óseos, por ejemplo, escapan de los depredadores al tener escamas hechas de huesos muy delgados, en forma de escamas, cubiertos con una mucosidad resbaladiza. También tienen estrategias de comportamiento como camuflaje, natación rápida y giros y vueltas para lograr liberarse de las garras de un depredador.
Gestionar el impacto
Un impacto es una fuerza elevada o un choque mecánico que se produce en un período corto de tiempo, como un martillo que golpea un clavo en lugar de una mano que empuja lentamente contra una pared. Debido a su velocidad y fuerza, los impactos no permiten que los materiales se ajusten lentamente a la fuerza, lo que puede provocar grietas, rupturas y roturas completas. Por lo tanto, los sistemas vivos tienen estrategias que pueden absorber, disipar o sobrevivir a esa fuerza sin necesidad de agregar grandes cantidades de material. Por ejemplo, el gran pico del tucán Toco es muy liviano, pero puede soportar impactos porque está hecho de un material compuesto con espuma rígida en el interior y capas de un material duro y fibroso en el exterior.
Administrar compresión
Cuando un sistema vivo está bajo compresión, hay una fuerza que lo empuja, como una silla con una persona sentada en ella. Cuando se aplica uniformemente a todos los lados de un sistema vivo, la compresión da como resultado una disminución del volumen. Cuando se aplica en dos lados, da como resultado una deformación, como cuando se empuja en dos lados de un globo. Esta deformación puede ser temporal o permanente. Debido a que los sistemas vivos deben conservar su forma más eficiente, deben asegurarse de que cualquier deformación sea temporal. El manejo de la compresión también brinda la oportunidad de disminuir los efectos de otras fuerzas. Los sistemas vivos tienen estrategias para ayudar a prevenir la compresión o recuperarse de ella, mientras mantienen su función. Por ejemplo, los elefantes africanos adultos pesan entre 4,700 y 6,048 kilogramos. Debido a que deben soportar todo ese peso en sus cuatro patas, los tejidos de sus patas tienen características que permiten que la compresión absorba y distribuya las fuerzas.
Prevenir la deformación
Cuando un sistema vivo se somete a compresión, tensión, corte, flexión o torsión, sus fuerzas intermoleculares internas a menudo pueden resistir estas fuerzas e incluso cambiar de forma temporalmente, volviendo a la forma original cuando las fuerzas cesan. Sin embargo, si la fuerza es demasiado fuerte o dura demasiado, puede ocurrir una deformación permanente o una falla estructural que provoque la muerte. Por lo tanto, los sistemas vivos tienen estrategias para resistir la deformación o ayudar a garantizar una deformación limitada. Por ejemplo, los huesos tienen cristales delgados y fibras proteínicas que brindan fuerza y flexibilidad, protegiéndolos de las fuerzas que, de otro modo, causarían deformación en el día a día.
Prevenir la fatiga
Cuando los materiales que componen los sistemas vivos se someten a cargas repetidas, pueden debilitarse con el tiempo. Esto se llama fatiga y puede provocar grietas y, finalmente, fallas. Sin embargo, la fatiga no ocurre en cualquier parte de un material; las grietas generalmente comienzan en áreas sujetas a esfuerzos locales elevados. Por lo tanto, los sistemas vivos a menudo emplean formas, materiales y/o transiciones suaves para disminuir el potencial de fatiga. Un ejemplo del uso de la forma se encuentra en las algas pardas, un alga marina intermareal. En lugar de estar doblado por las fuerzas de flujo constante de las olas y las corrientes, su forma hace que se tire. Esto reduce el estrés aproximadamente 800 veces en comparación con otras especies que se doblan con el flujo, lo que finalmente reduce la fatiga estructural.
