Ich versuche, eine Welt für ein Spiel zu bauen, an dem ich arbeite, und so habe ich einen Planeten entworfen, der zu einer großen Fauna und Flora passt. Was ich gerne wissen würde, ist, ob die Masse eines Planeten einen Einfluss auf die Größe der Organismen auf diesem Planeten hat.
Grundsätzlich ja: Je weniger Masse, desto einfacher wird es groß zu werden. Es gibt also eine umgekehrte Beziehung.
Große Dinge müssen entweder viele kleine Dinge oder andere (nicht ganz so) große Dinge fressen, es sei denn, sie sind Parasiten oder Raubtiere, in denen sie sich von größeren Dingen ernähren können.
Eine wichtige Triebkraft für die schiere Menge an Biomasse, die für übergroße Tiere benötigt wird, werden immer Pflanzen sein. Da Pflanzen von CO2 gedeihen, besteht eine begrenzte Korrelation zwischen CO2 und wuchernder Vegetation. Dinosaurier lebten auf einer Erde mit CO2-Konzentrationen, die für Menschen giftig sind.
Große Fauna ist also wahrscheinlicher auf großen (mehr Oberfläche = mehr Sonne), Planeten mit geringer Dichte (leichte Schwerkraft) und hohem CO2-Gehalt - die alle eine wuchernde Vegetation bieten können, die dann die Zwischenarten ernährt, die eine Gigafauna ermöglichen.
Ach und Stabilität. Evolutionäre Komplexität erfordert viel Zeit – also brauchen Sie eine Art Schutz gegen Sonnenpartikel – wie ein Magnetfeld, das von einem Eisenkern angetrieben wird.
Notwendige Prämisse: Wir sprechen von einer Stichprobe der Größe 1, da wir zum Zeitpunkt des Schreibens nur einen Planeten kennen, der Leben beherbergt.
Die wichtigsten Auswirkungen, die die Größe eines Planeten auf die maximale Größe seiner Lebensform haben könnte, sind direkt auf die Schwerkraft und indirekt auf die Biome zurückzuführen, die die großen Lebensformen unterstützen.
Es ist vernünftig zu sagen, dass das Klima die Größe der heutigen Organismen auf der Erde begrenzt, weil wir wissen, dass in früheren Klimazonen viele Arten von Organismen viel größer wurden: 70 cm Libellen, 15 m Haie, 2 Tonnen Ratten usw. Wenn die Größe des Planeten ist nicht das, was heute die Größe der Organismen begrenzt, es gibt auch keinen Grund anzunehmen, dass es die Grenze in der Kreidezeit war; Mit anderen Worten, die Dinosaurier auf der Erde wären mit einer anderen Atmosphäre möglicherweise noch größer gewesen.
Die gute Nachricht ist, dass Sie viel Spielraum haben, unabhängig davon, wie groß der Planet ist, den Sie vorschlagen, weil wir keine Daten darüber haben, welche Grenzen das auferlegt. Die schlechte Nachricht ist, dass wir keine Daten haben; Wenn Sie kilometerhohe Bäume vorschlagen möchten, müssen Sie nur raten, welche Art von Planet Sie benötigen.
Wir können jedoch viele Serviettenberechnungen durchführen, hauptsächlich unter Verwendung des Verhältnisses Linie-Quadrat-Würfel: Wenn Sie die Länge eines Objekts verdoppeln , vergrößern Sie seine Oberfläche um 2 2 = 4 und sein Volumen um 2 3 = 8 .
Wenn Sie die Breite der Erde verdoppeln, ist ihr Volumen (und damit ihre Masse und Schwerkraft) achtmal größer. Die Atmosphäre ist also achtmal so dicht, und die Lungen einer Katze können achtmal so viel Sauerstoff aufnehmen. Aber die Katze wiegt achtmal so viel, also braucht sie achtmal so viel Energie, um aufzustehen, Blut in ihren Kopf zu pumpen und so weiter. Aber auf der anderen Seite ist seine Masse gleich, sodass er keine Energie mehr braucht, um sich horizontal zu bewegen. Dies impliziert (ganz locker), dass es etwas größer werden könnte , aber nicht doppelt so groß.
Sie können weitere Details hinzufügen, aber mein Instinkt ist, dass es keinen Begriff gibt, der dominiert, wenn Sie die Größe des Planeten zwischen null und unendlich variieren – ich würde vermuten, dass die Katzenlänge grob gesagt proportional zur Planetengröße ist, aber mit abnehmende Renditen an beiden Extremen (eine sigmoide Kurve).
Ein weiterer Ansatzpunkt wäre, zu berücksichtigen, dass Größe eine Funktion der Zeit ist: Es dauert länger, größer zu werden. Da sich ein Organismus mit einer Lebensspanne von einem Tag viel schneller entwickelt als einer, der tausend Jahre lebt, wird ersterer immer besser an sich ändernde Bedingungen angepasst sein. Um wirklich groß zu werden, brauchen Sie eine Umgebung, die sich nicht verändert (obwohl dies nicht auf einfache Weise mit der Größe des Planeten zusammenhängt).
Innerhalb des relativ engen Größenbereichs, der für feste Planeten (ganz zu schweigen von erdähnlichen Planeten) möglich ist, gibt es keine offensichtliche Beziehung zur Größe des Organismus, den diese Planeten tragen könnten.
Ja aber nein.
Zu den direkten Faktoren gehören, wie bereits erwähnt, die Schwerkraft und die verfügbare Biomasse. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Regeln für Meeres-, Land- und Luftökosysteme unterschiedlich sind. Meeresökosysteme ermöglichen größere Organismen, da die Auftriebskraft des Wassers den größten Teil des Gewichts eines Tieres aufhebt. Dadurch können riesige Mengen an Plankton und Algen im oberen Ozean leben, die wesentlich kompliziertere Nahrungsnetze unterhalten als ihre terrestrischen Gegenstücke. An Land sind Ökosysteme überwiegend auf zwei Dimensionen beschränkt. Licht durchdringt Gestein nicht wie Wasser, was bedeutet, dass Ihre Produzenten auf die verfügbare Oberfläche beschränkt sind. Die meisten Pflanzen wachsen hoch, um ihre Oberfläche zu vergrößern, während Wurzeln Mineralien aus dem Untergrund ernten. Wasserproduzenten werden normalerweise nicht groß, da sie Nährstoffe direkt aus ihrer Umgebung aufnehmen können.
Terrestrische Umgebungen
Die Größe der Landfauna hängt von der verfügbaren Biomasse ab. Auf einer Welt mit geringerer Schwerkraft können Knochen und Gewebe weniger dicht sein, was bedeutet, dass ein Außerirdischer von der Größe eines Elefanten weniger Masse hätte als ein Elefant. Oder noch wichtiger, ein Außerirdischer mit der Masse eines Elefanten hätte größere Abmessungen (mehr Volumen) als ein Elefant. Diese Skalierung würde durch das Quadratwürfelgesetz bewirkt. Dies funktioniert nur, wenn die Nahrungsquelle in der gleichen Dichte bleibt. Da Blätter nicht tragend sind, könnten Blätter auf einer Welt mit geringer Schwerkraft genauso nahrhaft sein, obwohl das Holz des Baumes weniger dicht ist. Dinge wie Gräser könnten jedoch möglicherweise weniger dicht sein (oder auch nicht, es gibt keine bekannten außerirdischen Biosphären, also liegt es an Ihnen).
Die Vergrößerung der Oberfläche eines Planeten würde den Platz für Pflanzen zum Wachsen vergrößern, was bedeutet, dass mehr Biomasse verfügbar wäre, dies geht jedoch auch auf Kosten der Schwerkraft, es sei denn, Sie gehen Kompromisse bei der Dichte ein (was sich auf die Fähigkeit Ihres Planeten auswirkt, zu bleiben eine Atmosphäre).
Die Anordnung der Kontinente ist wahrscheinlich der wichtigste Faktor bei der Bestimmung, wie produktiv Ihre Umgebung ist. Alle Ihre Kontinente zu einem Superkontinent zusammenzuschließen, würde Ihren Kreaturen eine riesige Lebensraumvielfalt verschaffen, aber Ihre Biodiversität verringern, da die am besten angepassten Tiere einfach dominieren würden. Die Kreidezeit ist eine gute Vorlage, da sie ein warmes Klima mit hohem Meeresspiegel hatte, was für Meeres- oder Küstenökosysteme enorm produktiv ist. Große Kontinente sind gut, aber Superkontinente können zu riesigen Wüstengebieten führen (Pangaea, Eurasien). Natürliche Grenzen wie Meere und Ozeane sind unerlässlich, wenn Sie verschiedene Arten großer Fauna haben möchten - Vergleichen Sie die Vielfalt der Megafauna in Nord- und Südamerika vor und nach dem Great American Interchange. Die Erdoberfläche besteht bereits zu 75 % aus Wasser. s viel Platz, um die Landmasse zu vergrößern, ohne die Größe des Planeten zu vergrößern. Erhöhen Sie es nur nicht zu sehr, da die Ozeane für die Klimaregulierung notwendig sind.
Luftumgebungen
In der Luft ist die Nährstoffdichte nur ein Bruchteil von Wasser, weil die Luft 1000-mal weniger dicht ist. Eine extrem dichte Atmosphäre kann die Produktivität von Luftumgebungen steigern, hat aber ihren Preis. Der Treibhauseffekt hängt davon ab, wie viel Treibhausgas (wobei CO2 am häufigsten vorkommt) in der Luft ist. Die Erhöhung der atmosphärischen Dicke sollte nach Möglichkeit mit Inertgasen erfolgen, damit Sie nicht mit Venus enden. Sauerstoff ist auch wichtig, da die Atmung vom Partialdruck abhängt, während die Entflammbarkeit von der Konzentration abhängt - bei hohen Dichten gibt es einen Kompromiss zwischen Feuer, das unmöglich wird, und Sauerstoff, der gefährliche Werte erreicht (Sauerstoff ist ein großartiger Elektronenspender).
Marine Umgebungen
Die Meeresumwelt würde durch die Masse des Planeten nicht stark beeinträchtigt. Ein größerer Planet hat eine größere Oberfläche, was die verfügbare Energie erhöht, die von der Sonne geerntet werden kann. Die Vergrößerung des Planetenradius geht jedoch auf Kosten der zunehmenden Schwerkraft, die sich auf die terrestrischen Ökosysteme auswirkt. Blauwale sind verdammt groß, aber ihre Ernährungsstrategie wird jenseits ihrer maximal aufgezeichneten Größe (~ 33 m) ineffizient. Die primäre Grenze der Ozeanproduktivität auf der Erde ist jedoch die Verfügbarkeit von Eisen im Ozean. Eine Erhöhung der Menge an Eisen oder Eisenoxid in der Kruste könnte dazu führen, dass eisenreicher Staub die Ozeane sättigt. Ein konstanter Eiseneintrag würde die Planktondichte in den Ozeanen erhöhen und die Filterfütterung wirtschaftlicher machen. Die maximale Größe und/oder Population von Blauwalen könnte erheblich zunehmen, möglicherweise dort, wo die Raubtiere von Blauwalen für große Raubtiere nachhaltig sein können. Meeresumgebungen brauchen also keine riesigen Planeten, um riesige Kreaturen zu erschaffen. Wasser variiert auch nicht stark in der Dichte (der Salzgehalt ist ein größerer Faktor als die Schwerkraft für die Wasserdichte), sodass sich das Gewicht mit der Schwerkraft nicht wesentlich ändern würde.
Robbie Goodwin
NomadMaker