¿Podría un bebé humano desarrollarse y convertirse en un adulto bajo constante 3-4G?

¿Sería eso posible? ¿Se deformarán los huesos durante la primera infancia? ¿Se desgastarán más rápido los cartílagos entre las articulaciones? ¿Se colapsarán los órganos internos por su propio peso? No tengo conocimiento profesional en este campo, por lo que se agradecerán mucho los términos sencillos.

Interesante idea... muy similar a pero no un engaño de ¿Soportaría el cuerpo humano vivir en planetas con mayor gravedad que la Tierra?
Jaja, hice la pregunta literalmente por la misma razón. Bueno, no del todo. Estaba buscando posibles exoplanetas y la mayoría de ellos tienen alrededor de 2 a 4 masas terrestres, de ahí la pregunta.
Parece que podrían tener fracturas compuestas en caídas simples...
Huh, cuando vi el título pensé que te referías a criar un bebé bajo una señal 4G...
¡Esos pobres! ¡Envíalos a la órbita y déjalos crecer en una estación espacial!
@Turion bueno, el desarrollo de gravedad cero tampoco es exactamente simple... :P
@Helmstif, de acuerdo, pero podrían colocarse en un Stanford Torus o similar
Dado que aceptó una respuesta que no tiene citas ni matemáticas serias, tendría sentido eliminar la etiqueta de ciencia dura y usar la base científica en su lugar.

Respuestas (4)

Tal vez, pero problemático en el mejor de los casos.

pero será engañoso y complicado; más que el desarrollo de un bebé 1G. si tiene fertilización in vitro o manipulación de genes, definitivamente querrá hacer una pequeña evolución guiada para mejorar la condición física.

Lo siguiente asume que estos bebés son los hijos de los primeros colonos humanos en una supertierra.

Sobreviviendo al primer mes

Comencemos con la respiración. Inmediatamente después del nacimiento, el primer trabajo del bebé es comenzar a respirar y seguir respirando. Supongamos que ocurre la primera respiración. Muy pronto se colocará al bebé boca arriba para pesarlo. Si el peso de la caja torácica y el vientre del bebé son mayores que la fuerza del diafragma, el bebé tendrá dificultad para respirar o no podrá respirar en absoluto. Si no es posible respirar a esa gravedad, es posible que se requiera ventilación artificial, lo que causa su propio conjunto de problemas (infección, dependencia del ventilador).

La sangre también pesa de 3 a 4 veces más, por lo que es posible que el corazón del bebé no pueda suministrar suficiente sangre al cerebro cuando se lo levanta por debajo de las axilas o se acurruca la cabeza hacia arriba. Si esto es cierto, entonces realmente va a complicar muchos de los movimientos comunes del cuidado de los bebés, como hacer eructar al bebé sobre el hombro o sostener al bebé para mirarlo a los ojos.

Asumiendo la atmósfera habitual de nitrógeno/oxígeno, puede haber efectos sutiles de privación de oxígeno por dificultad para respirar o presión arterial insuficiente en el cerebro. Es posible que estos efectos no se manifiesten hasta los 2 o 3 años, cuando se desarrollan muchas funciones cerebrales importantes, como el lenguaje y las habilidades motoras.

A las 13 a 15 semanas, el hueso del bebé comienza a convertirse de cartílago a hueso . La gravedad adicional podría interferir con este proceso, aunque no sé lo suficiente sobre la conversión de cartílago->hueso para saber si la gravedad adicional ayudará o perjudicará este proceso.

Sobreviviendo al primer año

Suponiendo que el bebé pueda respirar y no sufra falta de oxígeno, moverse será doloroso. Si bien el crecimiento muscular puede ser mayor que el de un bebé de 1 g, el tiempo requerido para este desarrollo muscular adicional puede retrasar el gateo y el caminar. Cualquier interrelación entre el desarrollo de habilidades motoras y el lenguaje o entre cualquier otro conjunto de habilidades puede verse afectada por este retraso en el desarrollo.

Los niños hemofílicos que se lastiman fácilmente tendrán un dolor constante debido a los tropiezos, caídas y golpes inherentes al aprender a gatear o caminar. Los niños normales también sufrirán más, ya que aterrizarán de 3 a 4 veces más pesado que un bebé en la Tierra. Los moretones serán comunes. Es probable que los huesos rotos también sean comunes.

Los padres y los niños tendrán que encontrar una manera de construir lazos físicos que no sean portar. Un niño de 10 kg menor de 3G pesa 30 kg. Los bebés ya pesan lo suficiente por debajo de 1 g. Intentar cargar 30 kg más el peso corporal de los padres todo el día simplemente no es factible.

La ingesta alta de proteínas para apoyar el crecimiento muscular de estos niños será crucial.

Sobreviviendo a la primera década

Suponiendo que el bebé pueda aprender a caminar y desarrolle suficiente fuerza muscular/ósea para moverse, supongo que el desarrollo será algo normal, aunque las estructuras más robustas dominarán sobre las estructuras más delgadas.

Diseño de experimentos

¿Qué pasa si quieres averiguarlo ahora? Todos los mamíferos comparten el mismo proceso de creación de huesos. Los ratones y las ratas son modelos humanos bien entendidos, aunque por lo siguiente voy a asumir que son proxies de huesos humanos, pero no estoy seguro.

Tome una población de ratones y ratas. Divídalos en los grupos de experimento y de control. Haga grupos de experimentos para 1,5 g, 2 g, 3 g y 4 g. Coloque el grupo experimental en jaulas en una centrífuga a su nivel de gravedad establecido. Para probar solo el desarrollo de las crías de ratón, introdúzcalas junto con su madre en la centrífuga poco después del nacimiento. Será necesario hacer consideraciones especiales para la comida y el agua. Haga funcionar la centrífuga las 24 horas del día, deteniéndose solo para exámenes y mantenimiento regular de la jaula. Aborte la prueba si la madre no puede moverse por debajo de ese nivel de gravedad. Si la madre no puede moverse, no se realizará ningún tipo de cuidado requerido para que el cachorro de ratón sobreviva.

Los ratones maduran en 4 a 8 semanas, por lo que no debería ser difícil ver qué sucede bajo diferentes grados de gravedad.

Supongamos que intentó el experimento de la centrífuga con ratas, ¿qué tamaño tendría que tener la centrífuga para evitar que los efectos de desorientación/nauseas en las ratas afecten su estudio de desarrollo? Además, los animales más pequeños naturalmente se verán menos afectados por la gravedad adicional, ya que es una fuerza más pequeña en relación con la resistencia del fluido al bombear sangre que en los animales más grandes, lo que representa una porción más pequeña de esfuerzo/fuerza/calorías en relación con las otras fuerzas que el animal puede tener. encontrar.
@wedstrom, es posible que la centrífuga solo necesite tener 1 o 2 metros de ancho para acomodar dos jaulas. Considero prohibitivamente costoso construir una centrífuga lo suficientemente grande para trabajar con racks completos o múltiples racks de ratones/ratas... aunque si su institución de investigación tiene el dinero, hágalo.
Además, tiene razón en que será necesario tener en cuenta la dinámica de fluidos y la masa corporal, pero creo que esos son problemas tratables y los ratones / ratas son solo el punto de partida. Si el trabajo con ratones/ratas parece prometedor, pase a los gatos, luego a los perros, luego a los cerdos y luego a los primates. Los cerdos nos darán una idea bastante buena de cómo se desarrollaría un corazón humano. Los primates son para probar todo lo demás como los humanos.
@Green Suenas como un profesional. Entonces, estoy siendo muy presuntuoso, suponiendo que tengamos suficiente conocimiento sobre la edición de genes humanos, ¿cómo sería un humano mejorado que puede sobrevivir a la infancia 3-4G y convertirse en un adulto funcional? (¿Más cortos? ¿Huesos más densos? ¿Corazón/músculo más fuerte, etc.? ¿Curvatura diferente de la columna vertebral/forma del cráneo para acomodar las G adicionales?)
Caer desde una altura de 1 metro (aproximadamente la altura de la cabeza de un niño) por debajo de 4 g equivale a golpear una pared a 32 km/h. Dolerá.
Esperaría un corazón y un diafragma más fuertes al nacer. En general, colágeno más fuerte o más colágeno. Definitivamente más músculo. No puede cambiar demasiado la forma del bebé o tendrá que volver a trabajar en cómo las hembras cargan y dan a luz a los bebés. Los bebés humanos son como son debido al tiempo de desarrollo necesario para llegar a la edad adulta. Si desea un bebé más precoz, deberá pasar más tiempo en el útero o, de alguna manera, acelerar el desarrollo infantil. Pero, en ese punto, estás insistiendo en lo que significa ser humano.
@Helmstif, otros autores de ciencia ficción han postulado que los humanos que crecen en gravedades más pesadas se verán más en bloque, más musculosos. Esto tiene sentido. Un ejemplo extremo es el elefante, que es todo pilares y arcos para soportar el volumen extra. Por el contrario, un pájaro pequeño puede salirse con la suya con huesos relativamente delgados y sin estructuras de pilares.
En cuanto a la respiración... ¿la presión del aire jugaría un factor? Bajo una gravedad 4x, la presión del aire aumentaría, así que si el bebé pudiera respirar, me imagino que la presión del aire dentro de los pulmones podría proporcionar cierta estabilización... haciendo que sobrevivir el primer mes sea un poco más fácil.
@ jedd.ahyoung tal vez, pero eso está más allá de mis habilidades físicas para averiguarlo.
Estoy bastante seguro de que un experimento como el que usted propone violaría las pautas éticas en la investigación y no sería tolerado en un entorno de investigación real. :)
@AkshatMahajan luego, en lugar de comenzar con 4 g, comience con 1,5 g y luego aumente hasta 4 g. Sin embargo, haces un buen punto. Gracias por compartir esos.
@Helmstif, ya que pienso un poco más sobre esto, es posible que necesitemos un embarazo más largo para que el bebé se desarrolle más antes de que tenga que valerse por sí mismo. Esa es una gran diferencia para algunos sistemas muy complicados. Es posible que se requiera un útero artificial para lograr este cambio con éxito.
Sugiero que ha pasado por alto un problema importante (probablemente insoluble): los reflejos. Con 4 g, una persona necesitaría reaccionar al menos dos veces más rápido de lo normal para compensar los ligeros desequilibrios antes de que se vuelvan irrecuperables, y el tiempo de respuesta neuronal no es algo que pueda cambiar en respuesta al desafío, a diferencia del desarrollo muscular. Y, dado que es probable que las consecuencias de una caída en 4 g sean mucho mayores que en 1 g, las lesiones graves en los niños pequeños serían bastante comunes.
@WhatRoughBeast eso y todos los demás problemas súper difíciles asociados con la vida en> 3g.

Dado que no existe una investigación científica previa sobre este tema, me pregunto si es posible responder a su pregunta bajo las estrictas reglas de la ciencia dura . Sin embargo, aquí hay algunos hechos y cifras que son muy relevantes para su consulta y debería poder acercarse mucho a la realidad si agrega alguna investigación propia sobre este asunto.

En principio, una pulgada cúbica de hueso puede soportar una carga de 19 000 libras. (8626 kg) o más, aproximadamente el peso de cinco camionetas estándar, lo que lo hace unas cuatro veces más fuerte que el concreto. Aún así, si el hueso realmente soporta o no tales cargas depende en gran medida de la rapidez con la que se aplica la fuerza. ( Artículo de WordsSideKick.com )

Lo que permite a los pilotos de aviones de combate hacer frente a niveles aplastantes de aceleración angular durante giros y vueltas pronunciadas.

Sin embargo, los bebés y los bebés no tienen el mismo grosor de huesos. O incluso el mismo material. Los adultos tienen huesos basados ​​principalmente en calcio y fósforo y son más o menos rígidos e inflexibles. Por el contrario, los bebés nacen con muy pocos huesos sólidos a base de calcio y fósforo y la mayoría de sus huesos están hechos de cartílago. Estos huesos se fusionan en unos pocos años y gradualmente se convierten en los huesos duros e inflexibles de los adultos. Encuentra más información aquí y aquí .

La densidad ósea y el material de los huesos de un bebé ciertamente no son capaces de desarrollarse naturalmente bajo una exposición a la gravedad constante (o probablemente incluso ocasional) de 3-4G.

Sin embargo, al usar cámaras especiales para bebés que "flotan libremente", es posible que pueda lograr que los huesos del bebé se desarrollen en la dirección correcta. Pero la densidad ósea sería mucho, mucho mayor en un adulto así que en un adulto terrenal "normal".

Creo que la flexibilidad, en lugar de la fuerza, de los huesos del bebé se adaptaría bastante bien a las fuerzas G. Me preocuparía más la fuerza cardiovascular y la circulación o los problemas de crecimiento que los huesos que no son lo suficientemente fuertes físicamente.
Los huesos son ciertamente una consideración, ¡pero no olvidemos todo lo demás!
@LamarLatrell: Cuando el tejido básico del esqueleto no puede soportar la estructura bajo una fuerza tan alta, tiene poca importancia cómo otras debilidades derribarían al pobre niño. Como cuando la víctima ya está muerta o discapacitada por una razón, no tienes que buscar otros factores letales.
@Te quedas Igo. Cierto, pero lo mismo podría decirse de los factores x e y con respecto a un caso no considerado de huesos. Solo digo que hay un interés potencial en estos otros factores, tanto como en el caso de los huesos :)
@LamarLatrell: ¡Punto! Eso es correcto. Solo que primero se me ocurrió la idea de los huesos y me pareció suficiente. Sí, alguien que investiga sobre la estructura circulatoria y/o muscular encontraría que esos factores son autosuficientes por derecho propio.

La mejor manera de responder a los problemas esqueléticos es observar los efectos de la obesidad mórbida.

Hay muchos adultos obesos que triplican su peso corporal ideal. Ciertamente es posible moverse con ese peso, aunque limita lo que pueden hacer. Algunos de ellos logran perder peso y tienen pocos efectos duraderos aparte de la piel floja, aunque hay una tensión considerable en las articulaciones, lo que puede o no resultar en daños irreversibles.

En cuanto a la obesidad infantil: buscar en Google a Jessica Leonard (400 libras a los 7 años) o Lu hao muestra que ambos tienen piernas arqueadas como resultado de la obesidad infantil, por lo que un niño criado en 3-4G tendría los mismos problemas.

No creo que respirar sea un gran problema, parece posible para pacientes con obesidad mórbida, aunque la comparación no es directa. Además del peso sobre sus diafragmas, se sabe que la cavidad abdominal se llena de grasa, ejerciendo presión sobre los pulmones, lo que no sería un problema para alguien de masa normal criado bajo G alto. El otro problema que sufren los obesos mórbidos pacientes es la apnea del sueño, provocada por la obstrucción de la tráquea por el exceso de grasa en la zona del cuello. Una vez más, esto no debería ser directamente aplicable a las personas de masa normal bajo G alta.

Sin embargo, el tema de la presión arterial es significativo. la presión arterial normal es de 120 mm sobre 80 mm (mm de mercurio en los puntos más alto y más bajo del ciclo del pulso). El mercurio es 13,5 veces más denso que el agua, por lo que sería 1620 mm sobre 1080 mm de agua o sangre en G normal. Al aumentar la G, el corazón simplemente no podrá bombear sangre a la cabeza (con 4G esto se convierte en 420 mm sobre 270 mm), por lo que las personas perderán el conocimiento al ponerse de pie. Un corazón más fuerte no es una solución, ya que los vasos sanguíneos también deberían fortalecerse, por no hablar del flujo de retorno de las piernas. La gente no va a poder estar de pie por mucho tiempo sin desmayarse.

https://en.wikipedia.org/wiki/G-force brinda algunos datos interesantes y confirma que los humanos toleran mal la G alta en una posición vertical. Lo toleran mejor cuando están acostados boca arriba.

No creo que un bebé pueda sobrevivir bajo 3-4G constante en un entorno normal. Sin embargo, muchos grupos consideran que los nacimientos en el agua son muy beneficiosos. Quizás esto podría extenderse a largas sesiones en una piscina, dormir bajo el agua o incluso criar al bebé bajo el agua hasta que pueda caminar. Si el problema de cómo respirar puede resolverse (con respiradores, intubación o respirando un líquido ), muchos de los peligros de las altas g podrían reducirse en gran medida.

La investigación sobre líquido amniótico artificial y/o líquidos con gradientes de densidad precisos permitiría gatear y caminar con un peso casi normal en el trasero. Los médicos podrían monitorear el desarrollo óseo y muscular y mover al bebé a diferentes entornos según sea necesario.

¿Podría un bebé humano desarrollarse y convertirse en un adulto bajo constante 3-4G?
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