¿Qué tamaño puede tener un ser vivo?

La cuestión es que la gravedad es en realidad una fuerza bastante débil. Se necesita mucha masa para que empiece a ser significativa, y se reduce con el cuadrado de la distancia, por lo que los efectos de la masa también se reducen rápidamente.

Imagina una forma de vida con forma de red gigante. Recoge polvo espacial en sí mismo para crecer, utilizando la luz de las estrellas tanto para impulsar su crecimiento como para propulsarse como una vela de luz masiva.

Los hilos de la red están lo suficientemente separados como para que la gravedad caiga más rápido de lo que se acumula y la fuerza de los hilos es más que suficiente para mantener su forma.

Estas criaturas podrían crecer hasta un tamaño teóricamente ilimitado, solo limitadas por las materias primas y la energía solar. Bien podrías verlos barriendo los sistemas estelares y asaltando los anillos alrededor de los planetas, asteroides e incluso lunas pequeñas en busca de materia prima, limpiándolos y luego creciendo todo el tiempo.

Podrían reproducirse disparando esporas, o más probablemente simplemente dividiéndose en dos una vez que su tamaño se volviera demasiado grande para que pudieran sostenerse con los recursos disponibles.

Su mejor apuesta para organismos grandes (con biología y comprensión basada en la tierra) serían hongos o plantas. Podemos considerar que algo como la secuoya gigante es bastante grande, con alturas que alcanzan los 300 pies o troncos de 100 pies de espesor, estas son estructuras muy grandes.

Sin embargo, son bastante pequeños en comparación con la arboleda de álamos temblones ubicada en Utah (árbol): esta criatura genética única es una gran arboleda que se deriva de un gran sistema de raíces común. Se estima que pesa más de 6000 toneladas cortas.

Sin embargo, en términos de área de cobertura, algunos hongos pueden afirmar ser los más grandes, cubriendo varias millas cuadradas a través de una red de micelio que se encuentra dentro de los árboles y bajo tierra.

Para obtener más detalles, vea mi respuesta en "¿Cómo evito que mi tortuga se colapse por su propia gravedad?" vinculado a la derecha.

La respuesta corta es que las entidades biológicas son estructuras dinámicas que usan energía para mantener la estructura y compensar fuerzas como la gravedad. Eso hace que sea difícil calcular cuál podría ser el tamaño máximo porque tiene que calcular no solo la gravedad por todo tipo de fuerzas mecánicas, magnéticas, etc.

Si queremos crear una forma de vida planetoide o del tamaño de un planeta con el objetivo de crear el organismo más grande que parezca, algo que podría confundirse a distancia con un objeto geológico natural.

Tendrá que ser capaz de recolectar energía del espacio. La luz del sol, el viento solar, los rayos cósmicos, etc. son buenas fuentes de energía.

Comenzará pequeño, quizás unos pocos kilómetros de tamaño. Pero, crecerá con la intención de alcanzar un tamaño máximo. Como forma de vida, necesitará moverse, por lo que producirá velas magnéticas o solares de alguna manera.

Para compensar la gravedad, comenzará a girar a medida que crece y seguirá agregando momento angular a medida que crece, girando más rápido cuanto más grande se vuelve. Su objetivo es equilibrar la gravedad con la fuerza centrífuga.

Los planetas no pueden hacer esto, su momento angular es fijo cuando se forman, incluso si se ven alterados por los impactos. Un planeta nunca puede ser tan rápido que su gravedad se compense significativamente. Si es así, nunca podría formarse en primer lugar.

Sin embargo, la forma de vida puede. En principio, podría girar tan rápido con el tiempo que partes de él experimentarían muy pocas fuerzas de contracción gravitatoria.

El problema sería mantener una forma esférica. En forma esférica, el ecuador gira más rápido que los polos. En un giro reductor de la gravedad, el ecuador sería casi "ingrávido", mientras que los polos tendrían su "peso" consumado con su masa. Para evitar este bloqueo, la forma de vida podría convertirse en un toroide para mantener la mayor parte de la masa hacia el ecuador. Una forma de cilindro sería aún mejor para que la mayor parte de la masa esté a una distancia fija del eje de rotación. Haga que los extremos estén abiertos y la mayor parte del interior sea muy liviano como vigas delgadas, tal vez incluso huecas.

Aunque no he calculado los números, no estoy seguro de poder hacerlo con esa forma, pero creo que se podría obtener algo con la superficie aparente de la tierra, usando materiales biológicamente plausibles, por ejemplo, grafemas.

Pero... es probable que haya una limitación biológica: el cáncer .

En un organismo vivo con una gran cantidad de células o estructuras similares a células, cada una con el potencial de reproducirse por sí misma, el cáncer probablemente limitaría el tamaño. Las células se replican naturalmente. El organismo multicelular solo puede existir debido a un mecanismo genético que suprime esa tendencia innata. Cuando esos mecanismos fallan, se produce cáncer.

Con una forma de vida muy, muy grande, tendrías un número igualmente grande de cánceres. Los cánceres evolucionan activamente, bajo la selección natural, despojándose de más y más salvaguardas hasta que se vuelven salvajes. En una forma de vida realmente demasiado grande para matar en el corto plazo, la selección natural daría forma a los cánceres en formas de vida que ocuparían nichos en el ecosistema interno. Con el tiempo, estos se convertirían en diferentes especies y, finalmente, en simbiontes. Un gran organismo probablemente viviría millones de años en ese tiempo y gradualmente pasaría de ser un organismo único a un ecosistema complejo.

Por lo tanto, es posible que no se cumplan los criterios originales del OP de un "organismo único", no un ecosistema, una nebulosa o un planeta con vida, probablemente algo más grande que una montaña.

Si la vida vive lo suficiente y crece lo suficiente, se convierte en muchas cosas.

Esta es solo una respuesta parcial (solo se refiere a los animales terrestres), pero no sé si alguien más lo mencionará, así que también podría hacerlo.

Los animales terrestres dependen de sus cuerpos para soportar su peso. Gran parte de ese apoyo proviene de sus huesos. Ahora bien, un animal más grande tendrá huesos más grandes, por lo que el volumen de uno de ellos (diré el fémur) debe ser mayor. Sin embargo, para soportar el peso adicional, el hueso también debe ser más grueso (es decir, de mayor diámetro). A medida que los animales crecen, el grosor de los fémures sigue aumentando hasta que el grosor es increíblemente grande. Más allá de este punto, ningún animal podría tener un fémur del tamaño correcto y, por lo tanto, existe un límite de peso (y, por lo tanto, de tamaño) para cualquier animal terrestre.

Nota: Esta sección fue esencialmente un resumen del Apéndice A de mi copia del libro del profesor Walter Lewin , Por amor a la física . Entra en más detalles que yo aquí, pero creo que este párrafo debería ser suficiente para comunicar este punto [menor, a los efectos de su pregunta].

En un planeta completamente cubierto por agua podría crecer un alga masiva, en todo el mundo. Respira como lo hace una planta normal e intercambia nutrientes con el plancton y otras criaturas acuáticas.

Este tipo de organismo podría ser muy grande porque puedes imaginar un núcleo de roca rodeado de agua muy profunda, y el alga gigante viviendo cerca de la superficie, donde la presión es razonable y la luz es suficiente para sus procesos metabólicos.

Una versión aún más grande de esto podría tener lugar en un gigante gaseoso, donde el "alga" está flotando en el gas denso a media altura, respirando los gases presentes en la atmósfera, usando la luz para la fotosíntesis y alimentándose de esporas voladoras, bacterias y similares. seres

En general, las leyes del cubo-cuadrado gobiernan en gran medida la escala de los animales terrestres, porque el volumen y la masa crecen aproximadamente como el cubo de la dimensión más larga del animal, mientras que la fuerza generalmente crece aproximadamente como el cuadrado de la misma. También existe el problema de cómo define el tamaño (peso, volumen, área de superficie, dimensión más larga, etc.).

El otro gran factor que históricamente (a lo largo de la vida en la Tierra) ha impulsado el tamaño de los animales es el porcentaje de oxígeno en el aire. Más oxígeno conduce a una fauna más grande, menos oxígeno conduce a una fauna más pequeña. No está del todo claro si esto se debe principalmente a la respiración animal o principalmente a la disponibilidad de alimentos.

Las limitaciones de tamaño son menos exigentes en el agua (donde la gravedad se reduce efectivamente) y también lo serían donde la gravedad es baja, porque no estaría presente la necesidad de una estructura para soportar el colapso del cuerpo.

Históricamente, tanto en los ejemplos terrestres como en los marinos, los animales más grandes y muchos de los animales más grandes tienden a ser herbívoros en lugar de carnívoros. Las criaturas marinas más grandes son las ballenas que se alimentan por filtración, y el animal marino más largo (una especie de medusa que se alimenta por filtración) puede tener tentáculos con una extensión hasta cuatro veces más larga que una ballena azul (pero pesa mucho menos que una ballena azul). Entre los grandes herbívoros terrestres se encuentran el brontosaurio, el búfalo, la vaca, el hipopótamo, el elefante y el mamut, el rinoceronte y el rinoceronte lanudo, la jirafa y el panda.

No está claro si los animales sociales como las abejas y las hormigas con individuos especializados dentro de una colonia que son los únicos que pueden reproducirse cuentan como un animal o como muchos animales (hay buenas razones para pensar en ellos como un solo organismo ya que ningún individuo en la colonia es completa incluso durante un ciclo de vida completo). Las hormigas, por ejemplo, pueden representar hasta el 25% de la biomasa terrestre en sus territorios (y también suelen ser herbívoros que cultivan su propia comida). Uno podría imaginar fácilmente una variante de una gran manada de herbívoros terrestres que tenía una estructura similar a una colonia de abejas u hormigas coloniales (de hecho, muchas operaciones agrícolas ya tienen algunos animales de manada como sementales que están especializados para la reproducción y otros que están especializados para la producción de alimentos). ¿Es relevante el hecho de que los centros de acción intelectual estén descentralizados en los animales coloniales?

Un tema similar a la cuestión de los animales coloniales se presenta en la novela "Némesis" de Issac Asimov de 1989, que involucra un organismo con muchos cuerpos pero una mente unificada conectada por ondas de radio. Una red informática distribuida presenta problemas similares y una de las tramas paralelas en la novela de ciencia ficción "Blindsight" de Peter Watts era que su esposa estaba a cargo de lidiar con redes informáticas complejas masivas que desarrollaron la conciencia. "Blindsight" también considera a los humanos con "mentes de colmena", lo que nuevamente plantea la cuestión de los animales coloniales, y un organismo extraño para el cual los límites entre el organismo y las cosas creadas y utilizadas por el organismo son vagos. Si los sistemas de control del rascacielos más grande del mundo se volvieran conscientes de sí mismos, ¿sería un organismo? Si algo puede crecer y repararse a sí mismo pero no reproducirse, ¿cuenta?

Otro problema relacionado con el animal colonial implica sistemas simbiontes interdependientes. Por ejemplo, suponga que tiene un alimentador de filtración grande que tiene un crecimiento similar al musgo por todas partes del cual succiona la nutrición, o un parásito que puede infectar a un gran animal o planta u organismo colonia, y controlarlo hasta cierto punto. ¿En qué punto es justo llamar a toda una ecología un solo organismo como bajo la hipótesis de Gaia? https://en.wikipedia.org/wiki/Gaia_hipótesis

El animal más grande de todos los que uno podría imaginar sería probablemente un filtro que se alimenta en un ambiente rico en oxígeno y nutrición con poca o ninguna gravedad. Podría imaginar, por ejemplo, una criatura enorme, más liviana que la atmósfera, con forma de medusa, de ballena o de aeronave, que flotaría y se alimentaría de los químicos en la atmósfera de un gran gigante gaseoso como Júpiter o Saturno. , tal vez complementado por una capacidad para absorber el calor de su entorno.

Del lado de las plantas hay organismos más grandes y el tema colonial se presenta nuevamente:

El árbol de un solo tallo más grande por volumen y masa de madera es la secuoya gigante (Sequoiadendron giganteum), originaria de Sierra Nevada y California; crece a una altura promedio de 70 a 85 m (230 a 280 pies) y de 5 a 7 m (16 a 23 pies) de diámetro. Los árboles de tallos múltiples, como el banyan, pueden ser enormes. Thimmamma Marrimanu en India se extiende sobre 1,0 ha (2,5 acres). El organismo más grande del mundo, según su tamaño, es el álamo temblón cuyas colonias de clones pueden crecer hasta ocho kilómetros de largo. . . .

El hongo vivo más grande puede ser un hongo de miel de la especie Armillaria ostoyae. Se descubrió que un hongo de este tipo en el Bosque Nacional Malheur en las Montañas Azules del este de Oregón, EE. UU., era la colonia de hongos más grande del mundo, con una superficie de 8,9 km2 (2200 acres). Se estima que este organismo tiene 2.400 años. Se escribió sobre el hongo en la edición de abril de 2003 del Canadian Journal of Forest Research. Si bien no se ha realizado una estimación precisa, el peso total de la colonia puede llegar a las 605 toneladas. Si esta colonia se considera un solo organismo, entonces es el organismo más grande conocido en el mundo por área y rivaliza con el bosque de álamos "Pando" como el organismo conocido con la biomasa viva más alta. Sin embargo, no se sabe si se trata de un solo organismo con todas las partes del micelio conectadas.

Pero, si bien su definición ciertamente podría incluir un organismo sésil, el requisito de que "sea capaz de reaccionar a los estímulos de una manera en que los objetos inanimados no lo hacen" parecería descartar muchos organismos similares a las plantas. Seguramente una colonia de hongos de miel o un gran álamo temblón común no calificaría bajo su definición. Y, cuando se trata de reaccionar a los estímulos, está la cuestión de qué tan rápido y qué tan automáticamente.

¿Calificaría una trampa para moscas Venus? ¿Qué pasa con una vid de trompeta que se abre todos los días cuando hay luz y se cierra cuando está oscuro? ¿Qué tal algo como los Ents de Tolkein si les tomó un día completo tener una conversación de unas pocas oraciones? (La araña Portia, que es un animal notablemente inteligente pero de pensamiento muy lento, es un ejemplo menos extremo).

Límite de altura teórica para las plantas en la gravedad de la Tierra:

Para las secoyas de California (Sequoia sempervirens), el tirón de la gravedad y la fricción entre el agua y los recipientes a través de los cuales fluye significa que el fluido no puede ser arrastrado a más de 122-130 metros , concluyen los investigadores en Nature1 de esta semana. – Límite de altura previsto para los árboles más altos , nature.com

La paradoja de los grandes dinosaurios , dinosaurtheory.com

En una columna de un fluido la presión aumenta durante el descenso desde la parte superior del fluido a un nivel inferior de acuerdo con la relación P = g D h, donde P es la presión, g es la aceleración de la gravedad, D es la densidad , y h es la distancia por debajo de la superficie. Debido a esto, una bomba y la tubería en la parte inferior de una columna de fluido deben ser resistentes para soportar la presión del fluido cerca de la parte inferior de la columna .

Entonces, para los animales, está limitado por la solidez de su sistema cardiovascular, y supongo que no hay un límite superior aparte de lo que puede soportar la estructura subyacente, a lo que me remito a las otras respuestas que mencionan el cuadrado-cubo ley y todo eso.

Sin magia, y con solo un pequeño giro en la evolución, puede obtener un océano inteligente vivo del tamaño de un planeta como en Solaris, que es mi especie alienígena favorita, muy alienígena y difícil de competir.

Todo lo que necesitas si un planeta con agua, y toda la vida (que queda) en el agua coopera en lugar de competir. Entonces, puede ser tan grande como la cantidad de agua en todos los océanos.

Existe una teoría de que el universo mismo es un organismo vivo o es parte de un organismo vivo (aunque no hay forma de probarlo). Creo que eso es lo grande que puede llegar a ser. El universo crece, reacciona a los cambios y se compone de estructuras repetitivas como estrellas, agujeros negros, etc. medida por lo que por esa definición es cierto.

Por cada aspecto de sus criterios de

Para que yo lo considere vivo, debe respirar (aunque no necesariamente respirar), repararse a sí mismo, crecer/haber crecido de alguna manera y ser capaz de reaccionar a los estímulos de una forma en que los objetos inanimados no lo hacen. Si tiene otras sugerencias sobre lo que pertenece allí, estoy dispuesto a escucharlas, pero quiero permitir criaturas exóticas.

LA HUMANIDAD en su conjunto califica como una criatura viviente. Vive, consume, crece, se expande, se replica, reacciona a estímulos externos e internos, tal como debe hacerlo cualquier organismo pluricelular.

Entonces el límite se convierte en ese tamaño en el que una sociedad de humanos se desmorona debido a problemas de comunicación. Confirmado un planeta completo funciona. Es muy probable que funcione un sistema solar completo. ¿Más grande? Quién sabe.