¿Cómo afecta la gravedad a la evolución de la vida?

Creo que terminarías con dos planetas realmente diferentes. Probablemente olvidaré algunos factores, pero esto es lo que podría suceder.

La tierra pesada

La gravedad allí es mucho más fuerte de lo normal. Los animales, la fauna y nosotros mismos necesitaríamos un cuerpo más fuerte para poder combatirlo, o evolucionar para poder seguir viviendo sin mucho esfuerzo. Las plantas necesitarían una gran fuerza de crecimiento para florecer y mantener sus hojas hacia el cielo.

(Gracias Burki por los detalles) Sin embargo , no sería una puesta a tierra total. Una gravedad más fuerte significaría más oxígeno por metro cúbico, lo que significa que sus animales y plantas podrán compensar parte de su restricción con una mayor irrigación muscular y, por lo tanto, eficiencia. Y esta es una excelente noticia porque puedes imaginar una o dos especies que pueden aprovechar este punto (un sistema de respiración mejorado, por ejemplo) para vivir de manera bastante normal, ¡con ventaja sobre otras criaturas!

De facto (me encanta este término), os encontraríais con dos casos de animales/plantas, si le quitamos los barones de oxígeno:

• Animales voluminosos, que tienen una altura normal en comparación con nuestros animales pero mucho más musculosos para soportar la presión de la gravedad. Tus árboles tendrían la misma forma que hella, con troncos enormes.
• Animales pequeños, muy lentos, pero muy fuertes. Cerca del suelo para reducir el esfuerzo, tal vez los animales que se arrastran como las serpientes serían más comunes. Los insectos se verían poco afectados, creo: la mayoría de ellos tienen una excelente relación potencia por peso . Las plantas también estarán cerca del suelo o crecerán un poco antes de caer al suelo. Pequeña y linda trenza de arco , tal vez.

Realmente no sé de peces, pero la presión habría tiempos y tiempos superiores. Encontrarías criaturas profundas antes en el mapa de profundidad, y más allá... Vaya chico, realmente puedes crear lo que quieras.

Básicamente, creo que nuestra Tierra sería plana como el infierno, con animales cerca del suelo, solo pajaritos que no volarían tanto. La flora misma también permanecería cerca del suelo. Los árboles serán más pequeños, los arbustos más comunes y la mayoría de las '*plantas altas' mutarán para poder seguir creciendo en una superficie plana, o al menos cerca del suelo. Afortunados amantes de las fresas por ahí.

La Tierra de Luz

En la Tierra ligera, aquí es donde las cosas se están poniendo divertidas. Tus animales pueden desplegar algo de poder en otra cosa que lucha contra la gravedad. Pueden crecer más altos, más en forma, con más velocidad, más poder para desplegar mientras cazan y huyen. Ellos también serían un poco musculosos, porque si despliegas tal poder al correr, tu cuerpo todavía necesita sostener la carga. Muchas aves también pueden crecer, más grandes y más rápido que cualquier otra cosa.

Las plantas, por otro lado, también son libres de crecer muchísimo más. Tronco pequeño o grande, pueden extenderse a metros y metros por delante de nuestros árboles actuales. Los arbustos florecerían, e incluso las plantas del suelo podrían crecer en tamaño.

¡MIRA SIN EMBARGO!

Esto no significa que multipliques nada por dos o tres. Si creces, aún necesitas energía para alimentarte. Simplemente significa que su estructura (animal o planta) puede sostenerse más alto sin colapsar. Tenga eso en cuenta al diseñar su nueva especie.

TL;RD

Heavy Earth mantendrá a las especies cerca del suelo. Evolucionarían en un planeta lento, en mi opinión.

Light Earth les permitirá evolucionar de una manera interesante, permitiéndoles llegar lo más lejos posible.

Árboles

Light Earth (LE): Se reducirán las tensiones en las ramas. Tress podrá extender enormes pabellones a partir de un solo tronco delgado. El peso de una columna de agua se reducirá, por lo que los árboles podrán crecer a mayores alturas. Las flores seguirán teniendo una ventaja evolutiva, pero tal vez no tanto en nuestra tierra, ya que la polinización por difusión será más efectiva en este mundo. Entonces, tal vez menos y más flores primitivas.

Heavy Earth (HE): La altura seguirá siendo una gran ventaja evolutiva para las plantas, por lo que habrá una presión significativa para desarrollar sistemas que crezcan altos incluso contra la mayor gravedad. Una adaptación puede ser de refuerzo; los árboles que crecen en racimos y se inclinan hacia un árbol central, injertándose en el tronco central a varias alturas y creando un contrafuerte volador para el árbol central podrían alcanzar una altura significativa contra la gravedad del planeta. Esta misma estrategia de soporte permitiría que un dosel que se extiende sea sostenido por múltiples contrafuertes sin extremidades. Sin tal sistema de soporte, otros árboles en este planeta estarían muy limitados en la longitud de las ramas que podrían irradiar desde el tronco.

Animales terrestres

LE: La locomoción de saltos y saltos será una opción evolutiva mucho más frecuente en este mundo, ya que demostrará ser más eficiente que la puerta cuadrúpeda estándar. Las adaptaciones de deslizamiento pueden resultar más frecuentes, ya que las mutaciones corporales menos significativas en este mundo darán como resultado capacidades de deslizamiento que se pueden seleccionar. En este mundo, algunas especies pueden tomar el aire y nunca bajar durante toda su vida. Los animales de cuerpo grande evolucionarán más fácilmente que en nuestro mundo.

HE: Los hábitos semiacuáticos pueden prevalecer, utilizando la flotabilidad del agua para compensar el costo de cuerpos más grandes en este mundo. Los artrópodos de múltiples extremidades pueden tener la ventaja de dispersar el peso sobre una huella más grande y el uso de una estrategia de exoesqueleto frente a un esqueleto interno puede ser una solución mucho más eficiente y, en última instancia, requiere menos masa esquelética para soportar una masa similar de tejido blando. El plan corporal altamente segmentado de los artrópodos también puede permitir sistemas respiratorios/circulatorios más pequeños y repetidos en animales más grandes para compensar los problemas de presión de fluidos que estarán presentes en este mundo pesado. ÉL podría ser un mundo de insectos.

Vuelo

LE: El vuelo es una adaptación común en LE, con algunas especies que permanecen en el aire la mayor parte de sus vidas. Evolucionarán muchas y variadas adaptaciones de deslizamiento.

HE: Los voladores necesitarán alas más grandes (en relación con el tamaño/masa del cuerpo) o más eficientes para generar suficiente sustentación para volar en HE. La mayoría de los animales más grandes que un gorrión no podrán despegar estando de pie en el suelo. Necesitar en cambio dejarse caer desde una altura (o saltar de un acantilado) o correr a gran velocidad por el suelo. La idea aquí es que los efectos del suelo y la falta de peso general de sus grandes alas en relación con sus cuerpos harán que sea imposible generar suficiente sustentación desde un punto de partida cerca de la superficie.

Una buena lectura técnica para las implicaciones menos obvias de la microgravedad (y un poco sobre la alta gravedad) es Fundamentals of Space Life Sciences vol. 1 (editado por SE Churchill, numerosos autores, Krieger Publishing, 1997). Los entornos de baja gravedad no son tan conocidos, por lo que tendrá que interpolar a partir de los efectos conocidos de la microgravedad y los experimentos de centrifugación.

Voy a resumir algunos puntos:

• La gravedad redistribuye la presión arterial en el cuerpo. La presión sanguínea humana en órbita baja en las extremidades y sube en la aorta; la cabeza recibe mucha más sangre que todos tienen la cara hinchada. (Consulte los capítulos 4.5 y 4.6). Sus especies de alta gravedad necesitan mejores formas de bombear sangre contra la gravedad, las especies de baja gravedad la necesitan menos. Espere que el tamaño del corazón difiera correspondientemente; los músculos principales (en los animales terrestres) también ayudan a bombear sangre, pero de todos modos ya deberían estar escalados para la gravedad.
• Los humanos tienen menos glóbulos rojos en órbita. Se cree que esto (*en una hipótesis probable) es una adaptación a un ejercicio menos extenuante. El cuerpo también reduce su volumen total de sangre en el espacio (nuestras caras se hinchan menos después de un tiempo). (Consulte los capítulos 4.7 y 4.10). Es probable que sus especies de alta y baja gravedad tengan más o menos sangre.
• Los huesos humanos no están ahí simplemente como soporte estructural. El calcio es un elemento vital para diversas funciones. Algunos autores llegan incluso (!) a describir la función estructural como secundaria a la función de almacenamiento de calcio. Si los animales en un mundo alienígena tienen un metabolismo de calcio similar, podría haber implicaciones importantes si su masa ósea aumenta o disminuye. El último trimestre del embarazo y la lactancia supone una gran carga para las reservas de calcio humano. (Consulte el capítulo 6.2.) Los extraterrestres con una estructura más liviana en un mundo de baja gravedad pueden tener menos crías, o crías más pequeñas, o crías más independientes, o ser más propensos a la osteoporosis. (Por supuesto, los jóvenes entonces requerirían menos calcio para sus huesos, pero no para otras funciones).
• Nuestros sistemas inmunológicos son algo más eficientes en una centrífuga y menos eficientes en microgravedad. Las razones detrás de esto son complejas, pero parece que las células pueden leer mejor los mensajes químicos en alta gravedad (lo cual es relevante para los extraterrestres) y que algunos tipos de células supresoras pueden no funcionar tan bien allí y el número total de células inmunes también es aumentado (que probablemente no lo es). (Consulte el capítulo 8.3-8.6.)
• Las bacterias se reproducen mucho más agresivamente en microgravedad, lo que se cree que se debe a que gastan menos energía moviéndose y manteniendo su posición contra la gravedad/flotabilidad. Las células eucariotas simples muestran efectos similares. (La mayor parte del capítulo 3 es relevante). En general, los extraterrestres en baja gravedad probablemente necesitarían gastar un poco más de energía en sus sistemas inmunológicos y aquellos en alta gravedad un poco menos. Sin sistema inmunológico, las plantas deberían tener defensas más o menos agresivas (savia bactericida, etc.) que en la Tierra.

También:

• Los animales requieren más comida en mayor gravedad y menos en menor gravedad, para la locomoción. Su requerimiento de oxígeno para quemar esa comida aumenta de manera similar. Por lo tanto, un animal en un entorno de baja gravedad debería tener pulmones más pequeños pero, sin embargo, mayor resistencia. Ya se ha mencionado la escala del corazón para medir la presión arterial; un efecto aún mayor en el tamaño del corazón debería deberse al cambio en los requisitos de oxígeno.

Si bien no soy un experto, puedo pensar en algunas cosas de inmediato:

La gravedad afectará la estructura esquelética, la altura, si los animales se desarrollan bípedos o cuadrúpedos, o incluso hexápedos (cuanto mayor sea la gravedad, más probable es que los animales evolucionen para estar más cerca del suelo).

Los animales que trepan o vuelan pueden ser bastante pequeños y los árboles también pueden ser bastante pequeños en un entorno de alta gravedad.

La gravedad también tendrá un gran impacto en el sistema cardiovascular. Las criaturas que habitan en mundos de mayor gravedad pueden evolucionar para ser más territoriales y cazar en emboscadas, en lugar de vagar por la tierra, mientras que las criaturas en una gravedad más baja pueden evolucionar sin tales restricciones y, en general, ser más grandes.

Dos libros de ciencia ficción que abordan esto directamente: Dragon's Egg de Robert L. Forward https://www.amazon.com/Dragons-Egg-Del-Rey-Impact/dp/034543529X

Planeta pesado de Hal Clement https://www.amazon.com/gp/aw/d/076530368X/ref=mp_s_a_1_1?ie=UTF8&qid=1475076330&sr=8-1&pi=SY200_QL40&keywords=heavy+planet&dpPl=1&dpID=51mNsaXkjoL&ref=plSrch

Ambos analizan la evolución de la vida bajo una gravedad muy alta y pueden guiar su propio desarrollo.

Bueno, algunas cosas a tener en cuenta:

LE: El vuelo y el planeo habrían evolucionado varias veces en el mundo. Saltar y saltar también sería bastante común para los depredadores y las presas. Las criaturas en general tendrán patas pequeñas o larguiruchas ya que la baja gravedad no las obligará a desarrollar extremidades tan voluminosas o pesadas. A menos que sean arbóreos, aéreos o depredadores con un método de matanza específico. Los animales pueden alcanzar tamaños REDÍCULOS. Menos gravedad significa que bombear sangre por todo el cuerpo será menos complicado, por lo que pueden ser, casi, del tamaño de Kaiju. Lo mismo ocurre con las plantas y otros equivalentes.

Los huesos y las estructuras esqueléticas en LE estarán menos desarrollados y menos extensos, por lo que puede ser difícil seguir la historia de un fósil a menos que sus huesos o sistemas esqueléticos estén hechos de un material diferente.

HE: La mayoría de los puntos sobre la vida en un plano de alta gravedad ya se han dicho, así que diré algunos pequeños hechos interesantes y triviales. Las criaturas en HE tendrán piernas justo debajo de su cuerpo para apoyarse, muchas piernas a lo largo de su cuerpo, piernas en forma de columna o todo lo anterior. Una alternativa sería que las criaturas sigan el camino de la serpiente y la babosa y simplemente se deslicen o se deslicen por el suelo y esto será más fácil y eficiente desde el punto de vista energético.

Una cosa interesante que podría suceder sería que los depredadores empleen una estrategia de caza similar a la de "volcar vacas", ya que caerse en HE podría lesionar gravemente a un animal, si no lo mataría por completo.

Esos son mis dos centavos.

Incluso podríamos considerar los efectos de la gravedad de la Tierra en la evolución de la morfología humana que a su vez determina cómo nos movemos (simetría bilateral, por ejemplo, manos opuestas) que a su vez determina cómo clasificamos los objetos, que a su vez determina la forma matemática que hemos creado. . La gravedad influye en nuestra metafísica, es decir, el sesgo que proyectamos en la lectura de nuestro mundo. La variación en la fuerza de la gravedad, si bien es interesante, también puede incluir la gravedad per se o la gravedad (humanos) frente a la "no" gravedad (peces).