Al igual que ciertas culturas se han adaptado para vivir en altitudes extremadamente altas, ¿cuáles serían los efectos evolutivos si los humanos de hoy fueran llevados a un planeta con presión atmosférica similar a la Tierra primitiva? Piense en algo rico en oxígeno, alrededor de 4 bares de presión atmosférica. El problema es que la gravedad es solo el 80% de la gravedad de la Tierra (piense en la gravedad de Venus en comparación con la Tierra).
Entiendo que los humanos que viven en un mundo rico en oxígeno y de baja gravedad podrían adaptarse para volverse más altos y delgados en promedio en comparación con los humanos de hoy, pero no sé qué efectos tendría la presión atmosférica en ese crecimiento: ¿se volverían más alto pero 'más fuerte' (es decir, huesos más densos) en comparación con la gente de la Tierra? ¡No soy científico y mis intentos de investigar esto me han confundido en el mejor de los casos! Cualquier idea que pueda sugerir sería muy apreciada.
Peso 80% normal en la Tierra: adaptaciones menores, se necesita menos masa muscular, tal vez un poco más alto, tal vez huesos más delgados. Se ha mencionado el corazón, un corazón más pequeño probablemente sería suficiente ya que la demanda muscular es menor. La hemoglobina solo puede transportar una cantidad limitada de oxígeno, por lo que la cantidad de sangre transportada debería ser muy similar, ignorando la demanda reducida de oxígeno de los músculos más pequeños, la viscosidad de la sangre no cambiaría, la presión requerida sería un poco menor, por lo que tal vez la circulación sea un poco más fácil por 2 razones .
Presión atmosférica 400% normal terrestre:Si bien esta atmósfera más pesada requiere un mayor esfuerzo de bombeo, también es más rica en oxígeno, por lo que quizás se podría reducir la cantidad de aire bombeado. Dado que prácticamente asume un rediseño basado en cambios óptimos en una pregunta como esta, debe esperar un cambio en la respuesta al dióxido de carbono. Los humanos no tienen sensores de oxígeno, tienen sensores de CO2. La sensación de falta de oxígeno es en realidad una respuesta a los niveles elevados de CO2. Esta es la razón por la que los gases inertes son peligrosos, no se nota que el oxígeno se reduce cuando es desplazado por el gas inerte. Por lo tanto, ajuste la respuesta de sensibilidad al CO2 o desperdicie energía bombeando una gran cantidad de aire solo para mantener bajo el nivel de CO2. No estoy seguro de cuánta tolerancia para aumentar el CO2 es realmente posible, por lo que es posible que esto no proporcione una optimización útil si tiene que deshacerse del CO2 tanto como lo hacemos nosotros.
Presión parcial de oxígeno 400% de la normal terrestre: No hay problema si no le importa morir y muchos síntomas dolorosos y debilitantes como resultado de la toxicidad del oxígeno. antes de que realmente mueras. Bueno, eso y algunos otros problemas también.
En su escenario, está respirando 0,84 bares de oxígeno en lugar de los 0,21 bares que nosotros respiramos. En 90 minutos, muchas personas estarían teniendo serios problemas de salud (en gran parte reversibles si se corrige la fuente del problema). Pero los efectos a largo plazo están profundamente conectados con nuestra biología debido a la prevalencia de los radicales libres de oxígeno, el ion hidroxilo lo mataría ya que daña el sistema vital como los riñones, los pulmones y todos los demás órganos, ya que degrada los lípidos en cada pared celular. Incluso los huesos se dañan por la toxicidad del oxígeno.
El cuerpo tiene mecanismos para hacer frente a nuestros niveles de oxígeno, pero debe haber cambios fundamentales para su escenario. Comúnmente se sostiene que el evento de oxigenación, también conocido como catástrofe del oxígeno, es responsable de una gran extinción debido a la acumulación de oxígeno durante un período de unos pocos miles a unos diez mil años. Es decir, realmente no tendría tiempo para desarrollar suficientes mecanismos de afrontamiento. La falta de vida animal significaba que el oxígeno libre no se eliminaba lo suficientemente rápido mediante mecanismos no bióticos para mantener viables a muchas especies anaeróbicas. Ahora, suponiendo que los humanos llegaron unos cientos de millones de años después de esto, los mecanismos de supervivencia del oxígeno necesariamente estarían presentes en toda la vida animal (de lo contrario, morirías antes de reproducirte).
Es posible que no note estos cambios (ya que ocurren a nivel celular), pero serían significativos y el cuerpo tendría que gastar muchos recursos en la prevención y limpieza de la oxidación. La limpieza del daño por oxidación ya es costosa, esto sería un cambio dramático en el uso de recursos. Probablemente se necesitarían más mecanismos de redundancia, así como métodos de limpieza más agresivos. Una mayor tasa de apoptosistambién sería un resultado probable. Es posible que las formas animales superiores no tengan el margen de error necesario para seguir funcionando, es decir, la suma de los recursos necesarios para la respiración, la circulación, la digestión, el cálculo, etc. podría exceder los recursos disponibles dada la carga adicional si el aumento de la carga de apoptosis es grande. Operamos con un margen mucho más estrecho de lo que la mayoría de la gente piensa. En tiempos estresantes, los márgenes son aún más estrechos. El embarazo y la lactancia podrían empujar la maternidad a una zona de resultado muy marginal. Recuerde que el parto solía ser muy peligroso tanto para el bebé como para la madre y lo será nuevamente si la medicina moderna se pierde. Incluso ahora, tener hijos es la sexta muerte más común entre las mujeres de 20 a 34 años en los EE. UU.
Quizás los hombres podrían compartir la carga proporcionando la leche dando a las mujeres un cambio para recuperarse del embarazo o comenzar otro embarazo antes de que el niño sea destetado. Mucho ajuste social, pero piensa en esto, tal vez los hombres no podrían ir en topless en la playa en lugar de las mujeres.
Los incendios forestales también serían un gran problema, una vez que comiencen, serían esencialmente imposibles de apagar a menos que rediseñe el reino vegetal para que sea menos inflamable, tendrá mega incendios.
Las plantas contienen una enzima RuBisCO que responde fuertemente a los altos niveles de oxígeno y resulta ser fundamental para la fotosíntesis. Los altos niveles de oxígeno pueden detener la fotosíntesis. Así que probablemente necesites rediseñar las plantas incluso ignorando el problema del fuego. RuBisCO es una proteína muy importante y frecuente en las plantas. Diseñar en torno al problema de RuBisCO puede ser muy difícil.
¿Qué pasa con 4 bares de atmósfera pero solo 0,3 bares de oxígeno?
Este sigue siendo un entorno bastante rico en oxígeno, los incendios forestales seguirán siendo un problema. 0,25 bares O2 es una mejor opción.
Entonces, aumenta la mezcla de gas inerte correspondientemente. El N2 se considera un gas inerte en este sentido y, presumiblemente, sería esencialmente el resto de la atmósfera a excepción de algunos gases de argón, H2O, CO2 y trazas.
Para nosotros los humanos, esto presenta el problema de la narcosis por nitrógeno . Por 3,75 barras de N2 solo obtienes una narcosis relativamente leve. No pude encontrar ningún estudio de exposición a largo plazo y dado que la base clínica de la narcosis por gas inerte es turbia, preferiría no predecir el efecto de la exposición a largo plazo. Dado que se requieren entornos artificiales para inducir la narcosis, no creo que haya muchos incentivos para estudiar la exposición a largo plazo.
Dado que esta es solo una exposición a la narcosis de nivel leve, excepto que la adaptación sería leve o inexistente. Tal vez un poco más de poder computacional en el cerebro para compensar o mecanismos de barrido en las fibras nerviosas o similares.
Los niveles reducidos de oxígeno en entornos hiperbáricos es la forma en que evitamos la toxicidad del oxígeno. Dichos entornos suelen estar enriquecidos con helio, ya que el helio no provoca narcosis por gas inerte. Es difícil justificar que un planeta rocoso tenga un alto nivel de helio en la atmósfera, ya que es propenso a alcanzar una velocidad de escape. Su gravedad más baja aceleraría la pérdida de helio, por lo que probablemente esté atrapado en la narcosis a menos que pueda justificar un gran aumento en los niveles de neón. El neón no causa narcosis o simplemente tiene un efecto considerablemente menor en comparación con el nitrógeno. El xenón es en realidad peor que el nitrógeno, puede usar una atmósfera de oxígeno/xenón para reemplazar la anestesia. El xenón es demasiado caro para que esto sea práctico y también sonarías como un Go'auld.
No puedo pensar en una buena manera de adaptar nuestros pulmones, etc. para negar o mitigar fuertemente los problemas de toxicidad del oxígeno en la línea comentada por Ville Niemi. Pero supongamos que me estoy perdiendo algo y es razonable, aún debe lidiar con los otros problemas con niveles altos de O2. Entonces, en general, 0.25 bares de O2 es probablemente la mejor solución. Al menos, no causa ningún problema importante que se me ocurra. Dado que también es necesario resolver los otros problemas de los niveles altos de O2, parece un cambio mucho más útil que tratar de hacer cambios adaptativos para compensar la toxicidad del oxígeno en humanos.
Por supuesto, también reintroducimos el problema de la carga de bombeo en su totalidad. Dado que las personas con buena salud ya pueden manejar esta carga adicional (aunque los informes de fatiga y dolor son comunes al principio), debo decir que esto no es un gran problema. Un diafragma más musculoso parece bastante fácil en comparación con otros cambios.
Una gravedad más baja implicaría más bien una presión atmosférica menor , no mayor, a menos que el planeta tenga una atmósfera enorme que se extienda a miles de kilómetros sobre la superficie.
Una mayor presión atmosférica implicaría un corazón mucho más potente, ya que necesitarías bombear la sangre con más fuerza para ayudarla a llegar a las extremidades cuando tienes una gran presión en todo el cuerpo. Este es el cambio anatómico más significativo.
Otra diferencia estaría en los pulmones. Dado que la atmósfera es rica en oxígeno y tiene alta presión, probablemente sería suficiente un pequeño conjunto de pulmones. Tal vez un solo pulmón en lugar de dos sería suficiente. La frecuencia respiratoria puede ser más lenta que la nuestra (criaturas terrestres).
Debido a la excesiva resistencia del aire, los músculos probablemente serían un poco más fuertes que nosotros, para no ser arrastrados por las ráfagas de viento. Además, los ojos pueden tener una cubierta protectora sobre ellos (lea Ophthalmosaurus para más detalles).
Curiosamente, en lugar de ojos, los oídos podrían convertirse en los órganos sensoriales más agudos. Bajo alta presión, el sonido tiende a viajar más lejos y más rápido, lo que permite una criatura orientada al sonido. No digo ni insinúo que la visión se volvería inútil, pero la audición sería mucho más mejorada que aquí en la Tierra.
No puedo decir cómo se verían afectados los huesos o la piel.
usuario8827