¿Un planeta más grande tiene formas de vida de mayor tamaño? ¿O los más pequeños?

A medida que un animal crece, su masa aumenta proporcionalmente al cubo de su tamaño de unidad, mientras que el área de la sección transversal de sus patas (y, por lo tanto, su resistencia a la compresión) aumenta solo al cuadrado del tamaño de su unidad.

Esto significa que si hicieras una criatura demasiado grande, sus piernas simplemente se romperían bajo el peso de ella. Para obtener las criaturas más grandes, necesitas un planeta más pequeño con menor gravedad, lo que haría que las criaturas pesen menos.

Debido a la diferencia entre el aumento de peso y la resistencia a la compresión, siempre hay un límite sobre cuán grande puede ser una criatura para un planeta determinado (aparte de enormes manchas de hongos amorfos o algo extraño como eso, supongo). Pero debido a que los planetas tienen que tener una gravedad mínima determinada para mantener cualquier tipo de atmósfera respirable. En realidad, debería haber un límite bastante difícil sobre cómo las grandes criaturas pueden llegar a cualquier parte del universo 🙂

– EDITAR – Aquí está mi “tener una puñalada” para descubrir este límite

… Está bien, esto puede ser un poco complicado, pero me encantan los problemas de estimación estimation

En primer lugar, necesitamos descubrir el tamaño más pequeño del planeta que puede capturar y mantener una atmósfera (de oxígeno, ¿por qué no?).

La velocidad media del oxígeno a 293K (temperatura ambiente) es 0.48Km / s. La regla general estándar es que la velocidad de escape de un planeta debe ser 6 veces la velocidad media del gas para mantenerlo como atmósfera. Esto nos da una velocidad de escape mínima de aproximadamente 2.88Km / s.

La fórmula para calcular la velocidad de escape depende tanto de la masa como del radio del planeta, lo cual es un poco molesto ya que tendríamos que formar una densidad. Afortunadamente para nosotros, Ganímedes (séptima luna de Júpiter) tiene una velocidad de escape de 2.7Km / s. Esto es un poco más bajo que nuestro mínimo, pero está lo suficientemente cerca.

Entonces Ganímedes es del tamaño del planeta más pequeño que podría contener una atmósfera de oxígeno, ¿qué sigue? Necesitamos averiguar cuánto pesan las cosas en Ganímedes.

La gravedad superficial de Ganímedes (g) viene dada por la fórmula:

g = G * M * r ^ 2 (donde G es la constante gravitacional (no sé cómo hacer las fórmulas sexy LaTeX-esque en Quora))

Esto sale a 1.428m / s ^ 2, que es bastante menos que el de la Tierra (9.81m / s ^ 2). Las cosas en Ganímedes pesan 6.9 veces menos que las cosas en la tierra.

… casi terminado.

Finalmente, necesitamos averiguar qué tamaño de criatura puede vivir en qué nivel de gravedad sin que sus rodillas exploten.

El dinosaurio más grande jamás descubierto se llamaba Dreadnoughtus Schrani. Fue realmente grande.

Con 60,000 kg pesa aproximadamente lo mismo que 7 T-rex adultos. ¡¡¡MIERDA!!! ¡Imagina 7 malditos T-rex viniendo hacia ti! Esta cosa era grande.

De todos modos, al mirar imágenes en Google (agradable y preciso), creo que los huesos del muslo tenían aproximadamente un metro de diámetro, dándoles un área de sección transversal (CSA) de aproximadamente 0,79 m ^ 2.

Entonces ahora tenemos un CSA de hueso de la pierna y peso de la criatura en un campo gravitacional dado. Como dijimos al principio, CSA es proporcional al tamaño ^ 2 y el peso es proporcional al tamaño ^ 3.

Entonces, si reducimos el peso de algo en 6.9 veces, podemos aumentar el tamaño en algo.

Entonces ahora tenemos nuestra respuesta. Recordando que todo esto es una estimación de fondo y hemos hecho algunas suposiciones bastante grandes …

La criatura más grande que podría existir en este universo tal como la conocemos ……

pesaría unos 20 millones de kg (aunque la báscula leería “solo” 3 millones de kg debido a la menor gravedad, y tendría más de 500 m de largo.

🙂

Es interesante ver nuestro único ejemplo: la Tierra. De hecho, tenemos dos reinos donde la gravedad juega un papel, la tierra y el agua. Las formas de vida acuáticas tienen su flotabilidad para contrarrestar las fuerzas gravitacionales. Nuestros animales más grandes, la ballena azul, han evolucionado en este entorno.

Entonces la gravedad es ciertamente una limitación. Pero eso no significa que menos gravedad automáticamente signifique animales más grandes en todos los ámbitos. Todavía necesitas una razón evolutiva para esa escala. Por ejemplo, una jirafa es grande para alimentarse de las copas de los árboles. Disminuir la gravedad y ¿qué ventaja tendría crecer más, a menos que los árboles también fueran más altos? Pero la altura de un árbol tiene más que ver con el equilibrio de la luz y el agua y los nutrientes del suelo. La disminución de la gravedad no hace que el árbol crezca más alto. Entonces una jirafa más alta sería un fracaso.

En otras palabras, no todos los animales se beneficiarían de un tamaño mayor. El tamaño más grande viene con todo tipo de efectos secundarios, desde mayores requerimientos calóricos, mayor área de superficie que conduce a una mayor pérdida de calor, etc. El volumen (y el peso) aumentan a medida que el cubo del tamaño, mientras que el área de superficie de sus pies aumenta solo a medida que el cuadrado . Estructuralmente, escalar animales no funciona de una manera muy simple. Es por eso que los monstruos de ciencia ficción a menudo no son realistas. Hay una razón por la cual las arañas se ven diferentes a los elefantes, y gran parte tiene que ver con la escala. Una araña escalada linealmente al tamaño de un elefante colapsaría.

Como dijo el otro caballero, la gravedad tiene la mayor influencia. Cuanto más grande es un planeta, más fuerte suele ser la gravedad. Si el núcleo del planeta es denso, entonces tendrá mayor gravedad. Nuestro planeta no siempre tuvo un núcleo tan denso, de lo contrario no hubiéramos podido tener dinosaurios. Contrariamente a la creencia popular de que la Tierra ha sido la misma desde su formación. A medida que golpean más asteroides, depositan más hierro y otros materiales densos. En los últimos 65 mil millones de años, los animales terrestres más grandes son los elefantes, pero tienen una estructura ósea sólida. Los lagartos, como los dinosaurios, tienen una estructura ósea hueca, como los pájaros. Por eso tenían que tener una gravedad tan baja. No hay forma de que puedan caminar por la tierra hoy. Júpiter, si fuera capaz de sostener la vida y tener tierra, sería demasiado para que el cuerpo humano pudiera moverse sobre ella. Las criaturas más pequeñas podrían sobrevivir y formarse, y si alguna vez vinieran a la tierra, serían más fuertes que cualquier cosa que puedas imaginar. Se moverían más rápido que cualquier insecto que conozcamos. Sin embargo, serían torpes y torpes en su movimiento. Imagine cómo podría moverse en la luna o en Marte. Así es como se moverían. Probablemente se moverían muy lentamente como un perezoso.

Creo que la respuesta está en algún lugar entre los enfoques de Alex K. Chen y Quora User. Hay una distribución de tamaños para cada género de vida (árboles, mamíferos, pájaros, peces, insectos, hongos) y para cada forma funcional (bípedos, cuadrúpedos, alados, serpientes, etc.) y la extensión de esta distribución depende de entorno: luz, gravedad, humedad, temperatura, alimentos y depredadores. Para muchos de estos de mayor gravedad conduciría a una disminución en el tamaño máximo que sería funcional y, por lo tanto, sobrevivible, las aves serían imposibles en un mundo de alta gravedad. Para otros, criaturas marinas, sería mucho.

La respuesta es en realidad “sí”.

Con la misma gravedad y presión de aire (dentro de pequeñas variaciones), la Tierra ha favorecido, en diferentes momentos, tanto a criaturas extremadamente grandes (algunas dinosauria) como a criaturas extremadamente pequeñas (bacterias, musarañas, etc.). Lo favorecido depende de mucho más que solo el tamaño planetario. (Nada está “ordenado”: la evolución no tiene un objetivo). Un planeta con una mayor gravedad superficial y vida en él probablemente favorecería a criaturas más compactas, más cortas pero más gruesas, porque si bien el peso aumenta a medida que el tercer orden de tamaño, la fuerza aumenta solo en el segundo orden (razón por la cual, si expande un mouse al tamaño de un elefante, se caería sobre las patas aplastadas en un instante).

Pero en su hipotético planeta, podría haber criaturas que acumulen decenas de toneladas, en su mayoría cosas planas con enormes patas gruesas, al mismo tiempo que había cosas pequeñas. (Algo tan pequeño como una pulga está más controlado por la presión del aire que por la gravedad, por eso las moscas pueden caminar sobre los techos, pero tú no puedes).

Bueno, antes que nada, hay límites para la gravedad que puede tener un planeta ‘similar a la Tierra’. Si la fuerza de gravedad es demasiado alta, el planeta retendría, durante su formación, tantos gases que se convertiría en un gigante gaseoso. Entonces, un ecosistema terrestre probablemente sería significativo hasta 2,5 / 3 de gravedad terrestre.

Dicho esto, tienes que factorizar todos los demás parámetros. La densidad atmosférica, la abundancia de agua, la temperatura promedio (los grandes animales tienen ventajas en climas fríos), la abundancia de oxígeno (los dinosaurios parecían haber vivido en una era rica en oxígeno), la complejidad biológica (los depredadores inteligentes matan a la megafauna), todos influyen en las dimensiones y el tipo de formas de vida.

Realmente no hay una respuesta directa a su pregunta.

Probablemente formas de vida más pequeñas. La fuerza de gravedad de la locura en planetas más grandes será más dura en criaturas masivas (una gravedad más grande significa que las formas de vida grandes colapsarán bajo su propio peso, lo que sería mayor en un planeta más grande) Mientras tanto, los microorganismos como las bacterias pueden resistir fuerzas gravitacionales muy altas (ver http: //news.nationalgeographic.c …).

Sin embargo, podría agregar que depende de cómo se defina más grande. Si bien más grande generalmente implica más masa, para dos planetas de la misma masa, la gravedad de la superficie será mayor para el planeta con el radio más pequeño.

Si se trata de un planeta que es tan denso como la Tierra o más, entonces tendría mucha más gravedad. Más gravedad dificultaría la posición de pie, y la vida que evolucionó en ese planeta probablemente estaría cerca del suelo, como serpientes o reptiles con patas muy fuertes. La vida necesitaría ser mucho más fuerte (aunque para ellos, todo nos parecería a nosotros aquí en la Tierra). Sus intestinos necesitarían estar bien anclados en sus cuerpos, para que no tuvieran intestinos sueltos como nosotros. Si lo hicieran, se soltaría y morirían por una hemorragia interna. Si fueran seres rectos, necesitarían corazones muy fuertes para bombear sangre a través de sus cuerpos (suponiendo que tengan sangre), ya que el corazón también necesitaría bombear la sangre a sus cerebros.

Por lo tanto, serían más fuertes, más cortos (posiblemente sin patas) y sus órganos internos serían muy diferentes para mantenerlos donde están. Sus cerebros también serían diferentes, ya que si puedes imaginar que tu cerebro pesa de repente 100 kg, entonces ambos podemos suponer que la presión de tu cerebro se aplastaría y morirías. Podrían tener un área líquida más grande en la cabeza en la que flotan sus cerebros, y lo mismo para sus órganos … No lo sé.

Pero sí, si pueden superar el problema del órgano y el cerebro, podrían ser grandes, pero diría que la forma más efectiva sería pequeña y baja.

Otra cosa que debemos tener en cuenta es cuánto O2 hay. He escuchado rumores de que la razón por la que la vida hace millones de años era tan grande (Dinos), se debía a que había tanto O2. Creo que han realizado pruebas en las que han expuesto a los ratones a mayores cantidades de O2 que en nuestra atmósfera, y crecieron a tamaños más grandes. Entonces, todo lo contrario podría ser cierto, con una vida que es una réplica de 100: 1 de nosotros. Realmente depende de cuál sería más efectivo para sobrevivir. Una vida más larga necesita más comida. Entonces, en momentos en que hay poco para comer, mueren primero, y la vida más pequeña sobrevive.

Entonces surge la pregunta: ¿había suficiente comida, durante el tiempo suficiente, para que pudiera haber evolucionado una vida tan grande? Si la respuesta es sí, y si había mucho oxígeno alrededor, entonces la vida podría haber crecido a tamaños muy grandes.

Es relativo. Esto dependería menos de la gravedad del mundo y más de otros factores ambientales. Considere que hace 100 millones de años, las formas de vida dominantes en la Tierra eran muchas veces más pesadas que las de hoy. La gravedad de la Tierra no cambió, el medio ambiente sí.

Desde una perspectiva estrictamente biomecánica, más pequeña, como explica Alex K. Chen. La física a pequeña escala es completamente diferente y los efectos del exceso de gravedad no se sentirían. (Nota: estoy hablando desde una perspectiva puramente biológica, no seas pedante con la física sobre mí the Las fuerzas que sienten los organismos pequeños son completamente diferentes de lo que sienten los organismos grandes es el punto).

Pero también puedo imaginar que podrían evolucionar grandes formas de vida, ya que para mí, el factor limitante no sería la gravedad, sino los recursos. Y un planeta más grande tendría más espacio para más recursos. Me imagino que habría una presión de selección que empujaría a tamaños más grandes para explotar los grandes ecosistemas y biomas (similar a la forma en que algunos mamíferos evolucionaron a sus tamaños grandes actuales).
cuando los ecosistemas quedaron vacíos; lo mismo que le pasó a la
dinosaurios cuando los crurotarsi en su mayoría mordieron el polvo). Pero esos organismos no se construirían como los de la Tierra, ya que el exceso de gravedad los aplastaría. Definitivamente no hay vertebrados en ningún caso, demasiado ineficiente. Los escarabajos serían un buen modelo si pudieran reducir el peso de los élitros (¿o aumentar sus patas?).

Un factor que nadie menciona es el agua. El agua soporta el peso y debería funcionar igual de bien con una gravedad mayor. Por lo tanto, los acuáticos no se pueden cambiar por gravedad. Creo que es más difícil de predecir en tierra. Tanto más grande como más fuerte (material resistente) que un pequeño y en cuclillas podría funcionar, encontrarías
Ambos. La vida hace eso

Amplificando lo que ha dicho el usuario de Quora. Las jirafas tienen dificultades para mantener el flujo de sangre hacia sus cerebros porque la cabeza está muy por encima del corazón. También es difícil evitar que la sangre se escape de sus tobillos. Bajo menor gravedad, sería más fácil.

Además de las ballenas, los otros organismos vivos más grandes son las plantas. Y hongos. Creo que el organismo más grande descubierto hasta ahora es un hongo en Oregon que crece bajo tierra y se extiende más de 2 millas (según Scientific American y Wikipedia).

Probablemente el segundo factor más importante que limita el crecimiento es el acceso a los alimentos.

El tamaño del planeta no importaría tanto como la gravedad de la superficie. Me imagino que una mayor gravedad conduciría a formas de vida más pequeñas, al menos en tierra. Por supuesto, muy poca gravedad significaría la pérdida de volátiles y ninguna forma de vida, por lo que debe haber un óptimo.