¿En qué se diferenciarán las aves en un mundo <1g?

Primero, supongo que las condiciones del mundo están en orden. Es aproximadamente el 85% de la masa de la tierra y habrá un ecosistema completo con todos los tipos habituales de bichos, insectos, árboles y depredadores. Obviamente, el ecosistema no será exactamente el mismo que en la Tierra, pero habrá cosas habituales como polinizadores, plantas con semillas/frutos, descomponedores, varios niveles tróficos, etc. Ah, y la composición atmosférica también será muy parecida a la de la Tierra. .

Ahora bien, ¿en qué se diferenciarían fisiológicamente las aves de lo que estamos acostumbrados a ver en la Tierra? Me doy cuenta de que hay una gran variedad de aves, desde pinzones hasta águilas, pero todas comparten algunas similitudes.

Creo que la gravedad más ligera, suponiendo un mundo aproximadamente del mismo diámetro que la Tierra, conduciría a una menor presión atmosférica, ¿verdad? Así que habría menos aire para que sus alas encontraran apoyo. Para mí, eso significa que las aves tendrían que ser más ligeras o tendrían que trabajar más para volar.

Pero una parte de mí está en conflicto porque con menos gravedad habrá menos tensión en el sistema esquelético del ave y probablemente habría evolucionado para ser más ligero/más débil que cualquiera que sea su equivalente ave en la Tierra. Y ese sistema esquelético más liviano podría compensar el aire menos denso. Así que realmente no sé de qué manera escribir esto, si las aves deberían verse muy diferentes de sus contrapartes aquí. ¿Tal vez habría muchas aves más pequeñas pero no tantas aves rapaces más grandes? ¿O lo contrario de esa situación?

¿Podría intervenir alguna persona interesada en la ornitología? O cualquiera que conozca los tipos de física que podría ayudarme a determinar si algo así como una reducción del ~15 % en la fuerza g daría como resultado una reducción del 80 % en la densidad atmosférica o lo que sea. Eso está un poco más allá de mi educación jaja.

Una gravedad más pequeña no significa necesariamente una atmósfera más delgada. Titán es aproximadamente del tamaño de la luna de la Tierra y, sin embargo, tiene una atmósfera más espesa que la Tierra, si mal no recuerdo.
"I believe, the lighter gravity, assuming a world approximately the same diameter as Earth, would lead to less atmospheric pressure, right?"No necesariamente. Titán es más pequeño que la Tierra y tiene una atmósfera mucho más espesa.
O mire a Venus, que tiene aproximadamente el tamaño de la Tierra pero tiene una atmósfera mucho más espesa.
@MichaelKjörling La composición (que el OP ha declarado que está cerca de la de la tierra) entra bastante en la presión atmosférica. Así que podría estar más cerca de la Tierra que si estuviéramos tratando con las atmósferas ricas en dióxido de carbono de Venus. Es cierto que no es necesariamente lo mismo, la temperatura, las velocidades de rotación, etc., también entran en juego.
Pregunta relacionada , con la situación inversa: mayor gravedad superficial.
Hola, achinafantasma52. Gracias por aceptar mi respuesta, pero es posible que desee rechazarla y esperar un poco, al menos un día más o menos. Aceptar una respuesta puede desalentar otras respuestas futuras, tal vez mejores.
@HDE 226868 Lo siento, algo nuevo aquí si eso no fuera obvio. Me aseguraré de volver a consultar en un día o dos. Acabo de encontrar este foro y es bastante impresionante!
A menos que me esté perdiendo algo, la gravedad está ligada a la masa, por lo que 0,85 de la masa de la Tierra significaría 0,85 de la gravedad de la Tierra, es decir, ~8,33 m/s al cuadrado. ¿O quisiste decir 0,85 el volumen de la Tierra ? Leyendo un poco más, parece ser el caso. El diámetro de su planeta no se correlaciona en absoluto con su masa, no sin una densidad conocida . De todos modos, las aves evolucionaron de los dinosaurios ornitisquios, por lo que la pregunta es, ¿cómo afectaría <1G a la evolución de las especies? Me sentiría tentado a decir que sería más o menos lo mismo (es decir, todos los tamaños y formas), dada una climatología similar. Excepto por ese meteorito...
@Mat's Mug Definitivamente quise decir masa. El planeta sería menos denso que la Tierra, lo que significaría que podría tener aproximadamente el mismo tamaño y aún así tener menos gravedad. Estoy planeando que haya un núcleo de níquel-hierro más pequeño/más débil y algunos efectos reducidos del magnetismo/protección atmosférica, pero eso está un poco desviado de mi pregunta jaja
Bleh. No ornitisquio, quise decir saurisquio. La paleontología es confusa.

Respuestas (2)

Habrá poca diferencia. Las atmósferas inferiores son iguales.

Supongamos que la presión atmosférica, PAGS , sigue un modelo de altura de escala exponencial simple :

PAGS = PAGS 0 Exp ⁡ ( − z H )
dónde PAGS 0 es la presión a nivel del suelo, z es la altitud y H es la altura de la escala , dada por
H ≡ k T METRO gramo ∝ 1 gramo
Entonces podemos escribir
PAGS = PAGS 0 Exp ⁡ ( − z METRO k T gramo ) , PAGS ′ = PAGS 0 ′ Exp ⁡ ( − z METRO k T gramo ′ ) = PAGS 0 ′ Exp ⁡ ( − z METRO k T 0.85 gramo )
Por lo tanto, si establecemos PAGS 0 ′ = PAGS 0 ,
PAGS PAGS ′ = Exp ⁡ ( − z METRO k T gramo ) Exp ⁡ ( − z METRO k T 0.85 gramo ) = Exp ⁡ ( C ) Exp ⁡ ( 0.85 C ) = Exp ⁡ ( 0.15 C )
dónde
C ≡ − z METRO gramo k T = − z H
Para C = 0 , en la superficie, PAGS = PAGS ′ . Para C ≈ − 1 - cerca de una altitud de 8500  metro , la altura de la escala en la Tierra - PAGS ≈ 0.367 PAGS ′ . Esa es una diferencia de un factor de 3 ! Incluso 1 km en el aire, donde C ≈ − 0.118 , PAGS = 0.889 PAGS ′ .

Esto supone dos cosas:

  • METRO , la masa media de una molécula de aire, es la misma que en la Tierra.
  • T , la temperatura, es la misma que en la Tierra.

Creo que ambas son suposiciones probables, dado lo que ha dicho sobre la composición atmosférica. Por lo tanto, para altitudes pequeñas, donde vuelan la mayoría de las aves, verá diferencias de presión del 10% o menos . Creo que también encajaría un modelo de densidad exponencial, por lo que las mismas proporciones deberían estar presentes para las proporciones de densidad. Las condiciones divergen a gran altura, por lo que esto afectaría a las aves que vuelan tan alto, pero no en la mayoría de los casos.

Es importante notar que, en la mayoría de los casos, tanto las fuerzas de sustentación como las de arrastre son lineales en densidad; por lo tanto, un cambio en la densidad del 10 % debería causar un cambio en la sustentación de la fuerza total sobre un ala en un 10 %. Esto debería significar que los cambios insignificantes, y estoy llamando a estas pequeñas diferencias "insignificantes", en la densidad deberían causar cambios igualmente insignificantes en las fuerzas que gobiernan el vuelo.

Prácticamente he estado descuidando los efectos directos de la gravedad sobre las aves, saltándome el análisis de la atmósfera. Esto es quizás un poco injusto para las aves; no solo les importa volar, sino vivir en general. Los huesos de aves, por ejemplo, que son famosos por ser huecos, no están formados tanto por la atmósfera como por la gravedad de la superficie, que se ha reducido en un 15%.

Sospecho que los únicos cambios importantes en este sentido serían para la estructura ósea. Los huesos huecos se rompen más fácilmente y, en general, ser un poco más gruesos es mejor cuando se trata de sobrevivir a los accidentes. Por lo tanto, pronosticaría que, si bien las aves aún tendrían huesos delgados y livianos, los huesos serían un poco más fuertes y más resistentes a las fracturas.

Con una composición y estructura atmosférica similar a la de la Tierra, este planeta no causaría cambios evolutivos/de desarrollo significativos en las aves. La gravedad de la superficie es un 15 % más débil, pero la presión es un 10 % más alta o menos a altitudes bajas, y estos cambios podrían cancelarse, si es que son significativos.

Me encanta ver fórmulas en WorldBuilding. :)

Una gravedad más débil no se correlaciona con una atmósfera más delgada. Titán es bastante pequeño, pero su atmósfera es más espesa que la de la Tierra:

Titán es un 50% más grande que la Luna de la Tierra y un 80% más masivo.

(...)

Las observaciones de las sondas espaciales Voyager han demostrado que la atmósfera de Titán es más densa que la de la Tierra, con una presión superficial de aproximadamente 1,45 atm.

Las aves desarrollaron huesos huecos, sacos de aire y otras características anatómicas y fisiológicas que las hicieron más livianas porque eso hace que volar sea menos costoso en términos de energía. Las adaptaciones mínimas necesarias para el vuelo podrían ajustarse a una gravedad más pequeña, pero incluso entonces... Para dos pájaros con casi el mismo tamaño, forma y fisiología, uno más liviano gastaría menos calorías volando que uno más pesado. Probablemente seguirían los mismos caminos evolutivos y evolucionarían todo lo que hicieron en la Tierra real.

Lo que podría ser diferente en la evolución es que tal vez tendríamos más especies voladoras no aviares. Y tal vez las ardillas, las serpientes y los dragones voladores comunes podrían lograr un verdadero vuelo, al igual que las aves.

Ya veo, asumí que la gravedad y la mezcla/cantidad de gases que componían la atmósfera eran los que controlaban la presión. Pensé que un planeta menos masivo podría contener menos atmósfera equivalente a la Tierra, pero puedo ver que si hubiera más atmósfera, podrías terminar con aproximadamente la misma presión que en la Tierra. ¡Gracias!
La composición, que el OP declaró que era la misma, entra mucho en esto: parece que todavía no ha asumido ninguna correlación entre el tamaño y la presión atmosférica.
@LioElbammalf, la cita real de OP es Oh and atmospheric composition will be very close to Earth too.Además, la composición es una cosa, la masa real es otra. Si la composición y la masa son las mismas, se obtiene una presión más baja que en la Tierra. Sin embargo, para masas mayores, la atmósfera puede ser tan espesa como la de la Tierra, o incluso más espesa. La viscosidad cambiará muy poco en comparación con la Tierra si la presión es aproximadamente la misma, incluso si la gravedad es un poco más débil.
¿En qué se diferenciarán las aves en un mundo <1g?
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