Wie beeinflusst die Schwerkraft die Evolution des Lebens?

Ich denke, Sie würden mit zwei wirklich unterschiedlichen Planeten enden. Ich werde wahrscheinlich einige Faktoren vergessen, aber hier ist, was passieren könnte.

Die schwere Erde

Die Schwerkraft dort ist viel stärker als normal. Tiere, Fauna und wir selbst würden einen stärkeren Körper brauchen, um dagegen ankämpfen zu können, oder uns weiterentwickeln, um ohne großen Aufwand weiterleben zu können. Pflanzen würden große Wachstumskraft benötigen, um zu blühen und ihre Blätter in den Himmel zu strecken.

(Danke Burki für die Details) Allerdings wäre es keine totale Erdung. Eine stärkere Schwerkraft würde mehr Sauerstoff pro Kubikmeter bedeuten, was bedeutet, dass Ihre Tiere und Pflanzen einen Teil ihrer Belastung durch eine höhere Muskelbewässerung und damit Effizienz kompensieren können. Und das ist eine ausgezeichnete Nachricht, denn Sie können sich eine oder zwei Arten vorstellen, die diesen Punkt (z. B. verbessertes Atmungssystem) nutzen könnten, um ziemlich normal zu leben, mit einem Vorteil gegenüber anderen Kreaturen!

De facto (ich liebe diesen Begriff) würden Sie sich mit zwei Fällen von Tieren / Pflanzen wiederfinden, wenn wir die Sauerstoffbarone herausnehmen:

• Massive Tiere, die im Vergleich zu unseren Tieren normal groß, aber viel muskulöser sind, um dem Druck der Schwerkraft standzuhalten. Ihre Bäume wären hella-förmig wie ein Rad mit riesigen Stämmen.
• Kleine Tiere, sehr langsam, aber sehr stark. Bodennah, um den Kraftaufwand zu reduzieren, vielleicht wären Krabbeltiere wie Schlangen häufiger anzutreffen. Insekten wären wenig betroffen, denke ich: Die meisten von ihnen haben ein hervorragendes Leistungsgewicht . Auch Pflanzen befinden sich entweder in Bodennähe oder wachsen ein wenig, bevor sie zu Boden fallen. Kleine niedliche kleine Bogentresse vielleicht.

Ich kenne mich mit Fischen nicht wirklich aus, aber Druck wäre da mal und mal überlegen. Sie würden tiefe Kreaturen früher in der Tiefenkarte finden und weiter ... Sie gehen Junge, Sie können wirklich alles erschaffen, was Sie wollen.

Grundsätzlich denke ich, dass unsere Erde höllisch flach wäre, mit Tieren in Bodennähe, nur kleinen Vögeln, die nicht so viel fliegen würden. Auch die Flora selbst würde in Bodennähe bleiben. Bäume werden kleiner, Büsche häufiger, und die meisten "*Hochbodenpflanzen" würden mutieren, um auf einer ebenen Fläche oder zumindest in Bodennähe weiterwachsen zu können. Glückliche Erdbeerliebhaber da draußen.

Die Lichterde

Auf der Lichterde wird es hier lustig. Ihre Tiere können etwas Kraft auf etwas anderes anwenden, das gegen die Schwerkraft kämpft. Sie können größer und fitter werden, mit mehr Geschwindigkeit und mehr Kraft, die sie bei der Jagd und Flucht einsetzen können. Auch sie wären etwas muskulös, denn wenn Sie beim Laufen so viel Kraft aufbringen, muss Ihr Körper die Belastung noch aushalten. Viele Vögel könnten auch größer und schneller als alles andere werden.

Pflanzen auf der anderen Seite können auch loooooot höher wachsen. Ob kleiner oder großer Stamm, sie können unseren heutigen Bäumen Meter und Meter voraus sein. Sträucher würden blühen, und sogar Bodenpflanzen könnten an Größe zunehmen.

SEHEN SIE ABER!

Dies bedeutet nicht, dass Sie irgendetwas mit zwei oder drei multiplizieren. Wenn Sie wachsen, brauchen Sie immer noch Energie, um sich zu ernähren. Es bedeutet nur, dass Ihre Struktur (Tier oder Pflanze) höher aushalten kann, ohne zusammenzubrechen. Denken Sie daran, wenn Sie Ihre neue Spezies entwerfen.

TL;DR

Schwere Erde hält Arten nahe am Boden. Sie würden sich meiner Meinung nach auf einem langsamen Planeten entwickeln.

Light Earth wird sie sich auf interessante Weise entwickeln lassen und sie so weit wie möglich gehen lassen.

Bäume

Light Earth(LE): Belastungen der Äste werden reduziert. Tress wird in der Lage sein, riesige Baldachine aus einem einzigen schlanken Stamm auszubreiten. Das Gewicht einer Wassersäule wird reduziert, sodass Bäume in größere Höhen wachsen können. Blumen werden immer noch einen evolutionären Vorteil haben, aber vielleicht nicht so viel auf unserer Erde, da die Bestäubung durch Übertragung auf dieser Welt effektiver sein wird. Also vielleicht weniger und primitivere Blumen.

Heavy Earth (HE): Höhe wird immer noch ein enormer evolutionärer Vorteil für Pflanzen sein, daher wird es einen erheblichen Druck geben, Systeme zu entwickeln, um selbst gegen die größere Schwerkraft groß zu werden. Eine Anpassung kann unterstützend sein; Bäume, die in Gruppen wachsen und sich in einen zentralen Baum lehnen, in verschiedenen Höhen an den zentralen Stamm gepfropft werden und einen fliegenden Pfeiler für den zentralen Baum schaffen, könnten eine beträchtliche Höhe gegen die Schwerkraft des Planeten erreichen. Dieselbe Unterstützungsstrategie würde es ermöglichen, dass eine sich ausbreitende Überdachung durch mehrere gliedlose Strebepfeiler gestützt wird. Ohne ein solches Stützsystem wären andere Bäume auf diesem Planeten in der Länge der Äste, die sie aus dem Stamm ausstrahlen könnten, sehr begrenzt.

Landtiere

LE: Springende und hüpfende Fortbewegung wird eine viel häufigere evolutionäre Wahl auf dieser Welt sein, da sie sich als effizienter erweisen wird als das standardmäßige vierbeinige Tor. Gleitanpassungen können sich als häufiger erweisen, da weniger signifikante Körpermutationen auf dieser Welt zu Gleitfähigkeiten führen, für die ausgewählt werden kann. Auf dieser Welt können einige Arten die Luft nehmen und ihr ganzes Leben lang nicht herunterkommen. Tiere mit großem Körper entwickeln sich leichter als auf unserer Welt.

HE: Semi-aquatische Gewohnheiten können vorherrschend sein und den Auftrieb des Wassers nutzen, um die Kosten größerer Körper auf dieser Welt auszugleichen. Arthropoden mit mehreren Gliedmaßen können einen Vorteil haben, indem sie das Gewicht über eine größere Grundfläche verteilen, und die Verwendung einer Exoskelettstrategie gegenüber einem inneren Skelett kann eine viel effizientere Lösung sein, die letztendlich weniger Skelettmasse erfordert, um eine ähnliche Masse an Weichgewebe zu tragen. Der stark segmentierte Arthropoden-Körperplan kann auch kleinere, sich wiederholende Atmungs-/Kreislaufsysteme bei größeren Tieren ermöglichen, um Probleme mit dem Flüssigkeitsdruck auszugleichen, die auf dieser schweren Welt vorhanden sein werden. ER könnte eine Käferwelt sein.

Flug

LE: Fliegen ist eine übliche Anpassung an LE, wobei einige Arten die meiste Zeit ihres Lebens in der Luft bleiben. Viele und vielfältige Anpassungen für das Segelfliegen werden sich entwickeln.

HE: Flieger benötigen größere (im Verhältnis zu Körpergröße/Masse) oder effizientere Flügel, um ausreichend Auftrieb zu erzeugen, um mit HE fliegen zu können. Die meisten Tiere, die größer als ein Spatz sind, können nicht aus einer stehenden Position auf dem Boden abheben. Sie müssen stattdessen von einer Höhe fallen (oder von einer Klippe springen) oder mit Geschwindigkeit über den Boden laufen. Die Idee dabei ist, dass Bodeneffekte und die allgemeine Ungleichmäßigkeit ihrer großen Flügel im Verhältnis zu ihren Körpern es unmöglich machen, aus dem Stand nahe der Oberfläche einen ausreichenden Auftrieb zu erzeugen.

Eine gute technische Lektüre für die weniger offensichtlichen Auswirkungen der Mikrogravitation (und ein wenig über die hohe Schwerkraft) ist Fundamentals of Space Life Sciences Vol. 1 (herausgegeben von SE Churchill, zahlreiche Autoren, Krieger Publishing, 1997). Umgebungen mit geringer Schwerkraft sind nicht so bekannt, daher müssen Sie aus den bekannten Effekten von Mikrogravitations- und Zentrifugenexperimenten interpolieren.

Ich fasse ein paar Punkte zusammen:

• Die Schwerkraft verteilt den Blutdruck im Körper neu. Der Blutdruck des Menschen im Orbit sinkt in den Gliedmaßen und steigt in der Aorta; Der Kopf bekommt so viel mehr Blut, dass jeder ein geschwollenes Gesicht hat. (Siehe Kap. 4.5 & 4.6.) Ihre Spezies mit hoher Schwerkraft brauchen bessere Möglichkeiten, Blut gegen die Schwerkraft zu pumpen, Spezies mit geringer Schwerkraft brauchen es weniger. Erwarten Sie, dass sich die Herzgröße entsprechend unterscheidet; Die Hauptmuskeln (bei Erdtieren) helfen auch, Blut zu pumpen, aber diese sollten sowieso bereits für die Schwerkraft skaliert sein.
• Menschen haben weniger rote Blutkörperchen im Orbit. Es wird angenommen (* in einer wahrscheinlichen Hypothese), dass dies eine Anpassung an weniger anstrengende Übungen ist. Der Körper reduziert auch sein gesamtes Blutvolumen im Weltraum (unsere Gesichter werden nach einiger Zeit weniger geschwollen). (Siehe Kap. 4.7 & 4.10.) Ihre High-Gravity- und Low-Gravity-Spezies haben wahrscheinlich entsprechend mehr oder weniger Blut.
• Menschliche Knochen dienen nicht nur der strukturellen Unterstützung. Calcium ist ein lebenswichtiges Element für verschiedene Funktionen. Manche Autoren gehen sogar so weit (!), die Strukturfunktion als sekundär zur Calciumspeicherfunktion zu bezeichnen. Wenn Tiere auf einer fremden Welt einen ähnlichen Kalziumstoffwechsel haben, könnte es wichtige Auswirkungen haben, wenn ihre Knochenmasse vergrößert oder verkleinert wird. Das letzte Trimester der Schwangerschaft und Stillzeit belasten den Calciumspeicher des Menschen stark. (Siehe Kapitel 6.2.) Aliens mit einem leichteren Körperbau auf einer Welt mit geringer Schwerkraft müssen möglicherweise weniger oder kleinere oder unabhängigere Junge haben oder sind anfälliger für Osteoporose. (Natürlich würden die Jungen dann weniger Kalzium für ihre Knochen benötigen, aber nicht für andere Funktionen.)
• Unser Immunsystem ist in einer Zentrifuge etwas effizienter und in der Mikrogravitation weniger effizient. Die Gründe dafür sind komplex, aber es scheint, dass Zellen chemische Botschaften in hoher Schwerkraft besser lesen können (was für Außerirdische relevant ist) und dass einige Arten von Suppressorzellen dort möglicherweise nicht so gut funktionieren, und die Gesamtzahl der Immunzellen auch erhöht (was wahrscheinlich nicht der Fall ist). (Siehe Kapitel 8.3-8.6.)
• Bakterien vermehren sich in Mikrogravitation viel aggressiver, was vermutlich daran liegt, dass sie weniger Energie aufwenden, um sich zu bewegen und ihre Position gegen die Schwerkraft/den Auftrieb beizubehalten. Einfache eukaryotische Zellen zeigen ähnliche Effekte. (Der größte Teil von Kapitel 3 ist relevant.) Insgesamt müssten Außerirdische in geringer Schwerkraft wahrscheinlich etwas mehr Energie für ihr Immunsystem aufwenden und solche in hoher Schwerkraft etwas weniger. Ohne Immunsystem sollten Pflanzen mehr oder weniger aggressive Abwehrkräfte (bakterizider Saft usw.) als auf der Erde haben.

Ebenfalls:

• Tiere benötigen zur Fortbewegung mehr Nahrung bei höherer Schwerkraft und weniger bei niedrigerer Schwerkraft. Ihr Sauerstoffbedarf zum Verbrennen der Nahrung skaliert ähnlich. Ein Tier in einer Umgebung mit geringer Schwerkraft sollte daher kleinere Lungen, aber dennoch eine größere Ausdauer haben. Die Herzskalierung für den Blutdruck wurde bereits erwähnt; ein noch größerer Effekt auf die Größe des Herzens sollte auf die Änderung des Sauerstoffbedarfs zurückzuführen sein.

Obwohl ich kein Experte bin, fallen mir auf Anhieb ein paar Dinge ein:

Die Schwerkraft wird sich auf die Skelettstruktur, die Größe und die Entwicklung von Tieren auswirken, die zweibeinig oder vierbeinig oder sogar sechsbeinig sind (je höher die Schwerkraft, desto wahrscheinlicher ist es, dass sich Tiere entwickeln, um tiefer am Boden zu sein).

Tiere, die klettern oder fliegen, können ziemlich klein sein, und Bäume können in einer Umgebung mit hoher Schwerkraft auch ziemlich kurz sein.

Die Schwerkraft wird auch einen großen Einfluss auf das Herz-Kreislauf-System haben. Kreaturen, die eine Welt mit höherer Schwerkraft bewohnen, könnten sich entwickeln, um territorialer zu sein und aus dem Hinterhalt zu jagen, anstatt das Land zu durchstreifen, während sich Kreaturen in einer niedrigeren Schwerkraft ohne solche Einschränkungen entwickeln und im Allgemeinen größer werden können.

Zwei Science-Fiction-Bücher, die sich direkt damit befassen: Dragon's Egg von Robert L. Forward https://www.amazon.com/Dragons-Egg-Del-Rey-Impact/dp/034543529X

Heavy Planet von Hal Clement https://www.amazon.com/gp/aw/d/076530368X/ref=mp_s_a_1_1?ie=UTF8&qid=1475076330&sr=8-1&pi=SY200_QL40&keywords=heavy+planet&dpPl=1&dpID=51mNsaXkjoL&ref=plSrch

Beide betrachten die Lebensentwicklung unter sehr hoher Schwerkraft und können Ihre eigene Entwicklung leiten.

Nun, einige Dinge zu beachten:

LE: Fliegen und Segelfliegen hätten sich mehrfach auf der Welt entwickelt. Springen und Hüpfen wäre auch für Raubtiere und Beute durchaus üblich. Kreaturen haben im Allgemeinen kleine oder schlaksige Beine, da die geringe Schwerkraft sie nicht dazu zwingt, solche sperrigen oder schweren Gliedmaßen zu entwickeln. Es sei denn, es handelt sich um Baum-, Luft- oder Raubtiere mit einer bestimmten Tötungsmethode. Tiere können REDICULOUS-Größen erreichen. Weniger Schwerkraft bedeutet, dass es weniger mühsam ist, Blut durch den Körper zu pumpen, sodass sie fast Kaiju-Größe haben können. Gleiches gilt für Pflanzen und andere Äquivalente.

Knochen und Skelettstrukturen auf LE sind weniger entwickelt und weniger umfangreich, so dass eine fossile Geschichte schwer zu verfolgen ist, es sei denn, ihre Knochen oder Skelettsysteme bestehen aus einem anderen Material.

HE: Die meisten Punkte über das Leben in einem Flugzeug mit hoher Schwerkraft wurden bereits gesagt, also werde ich einige interessante kleine triviale Fakten anführen. Kreaturen auf HE haben entweder Beine direkt unter ihrem Körper zur Unterstützung, viele Beine über ihrem Körper, säulenartige Beine oder alles oben Genannte. Eine Alternative wäre, dass Kreaturen den Weg der Schlange und der Schnecke gehen und einfach über den Boden gleiten oder rutschen, und dies wird einfacher und energieeffizienter.

Eine interessante Sache, die passieren könnte, wäre, dass Raubtiere eine Jagdstrategie anwenden, die dem „Kuhkippen“ ähnelt, da ein Umfallen in HE ein Tier schwer verletzen, wenn nicht sogar töten würde.

Das sind meine zwei Cent.

Wir könnten sogar die Auswirkungen der Schwerkraft der Erde auf die Entwicklung der menschlichen Morphologie berücksichtigen, die wiederum bestimmt, wie wir uns bewegen (bilaterale Symmetrie, zB entgegengesetzte Hände), die wiederum bestimmt, wie wir Objekte sortieren, was wiederum die Form der von uns geschaffenen Mathematik bestimmt . Die Schwerkraft beeinflusst unsere Metaphysik, das heißt, die Neigung, die wir in das Lesen unserer Welt projizieren. Die Variation in der Stärke der Schwerkraft ist zwar interessant, kann aber auch die Schwerkraft an sich oder die Schwerkraft (Menschen) im Vergleich zu "keine" Schwerkraft (Fische) umfassen.