星球體積越大,是不是其存在的生物體積就有可能越大?
與其說星球的體積影響生物體積,不如說星球表面的重力加速度影響生物體的體積。重力加速度的計算公式g=GM/r^2(M是星球的質量,G是萬有引力常量,r是星球的半徑)。
可以換個情景思考:假如地球表面的重力加速度突然變成現在的兩倍,會對生物體產生什麼影響?人走路、動物奔跑時會感覺到腿變得沉重了,邁一個步子要比以前困難得多;一些年邁的馬、牛、大象已經無法用四條腿支撐起自己的身體;鳥兒飛不上天了。水裡的魚呢,它們會受到水的浮力,重力加速度的變化對魚的影響就要小很多。
重力加速度突然變為原來的兩倍,是個頭大的大象容易趴下還是個頭小的容易趴下?可以簡單的分析計算。肌肉能夠提供的力量與肌肉的橫截面積成正比,而體重卻與大象尺寸的三次方成正比。大象的尺寸增加,肌肉以及骨骼能夠承受的力量增大了,可體重增加的會更快,首先累趴下的當然是個頭大的。這也是為什麼很多巨人症患者需要拄拐棍的原因。
水裡的動物因有浮力抵消部分重力的影響,故水裡的動物就有可能長得比較大。世界上能夠長得最大的動物藍鯨就生活在水中。
我們先從地球本身的生物史來分析,雖然古生物史本身還有大量需要研究的地方。
地球上的生物,最開始,按照目前的理解,是一些非常簡單的DNA, RNA片段。經過不斷演化後,成為真核生物,發生動植物的分化。
接著史前的各類生物逐漸出現,而且形體越來越大,這在一般的科學館裡都有很多模型、化石。到了最近的1億年到2000萬年,經過各種複雜的進化程序,大型形體的動植物,幾乎都慢慢退出了歷史舞台。我們可以把恐龍滅絕作為一個因為小行星撞擊地球而形成的意外事件。但是,如果我們從理性角度分析,行動遲緩的食草動物,早晚是會被輕巧的食肉動物,給消滅的。
再進一步,各類身材不大的生物,在生物品種非常豐富的時代,相對來說,佔據了生存優勢。比如,對食物的要求低,比如更容易繁衍,比如更容易逃生。
那麼地球生物的體型會與星球體積相關,如果只看某個古生物時代的動物體型,關聯的地球體積也要變化了?
另外,體積大的星球,如果要維持生物的存在,那麼勢必要有符合生物存在的環境。假設這種環境,跟地球生物類似,那大體積的星球,質量必然更大,而對應的重力加速度也更大。同樣質量的生物,在大質量星球,受到的重力更大。
從這個意義上來說,體積更大的星球,生物體的質量(如果是類似的生態環境與生物體構成),應該是更小。不然,類似的生物力學結構,是無法支撐那些生物正常生活的。
PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)
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