Обычно фантасты описывают обитателей планет с повышенной гравитацией коренастыми и мускулистыми в сравнении с земными нормами.
Однако обязательно ли это так?
читать дальше
Рассмотрим, скажем, полуторакратное увеличение гравитации на примере адаптации к ней человека.
Первыми адаптируются мышцы.
Очевидно, что практически все они неизбежно примут в полтора раза возросшую нагрузку. Однако увеличит ли это сразу пропорционально их массу/обьем? Нет! К росту мышечной массы ведет лишь увеличение _пиковой_ нагрузки, а не постоянной. Но пиковая нагрузка от полуторакратного увеличения гравитации вовсе не возрастет в полтора раза: если штангиста или грузчика переселить на планету с полуторной силой тяжести - он никаким образом не станет поднимать в полтора раза больший вес! Он и так уже брал свой максимум, так что на новой планете вынужден будет просто брать меньшую массу (соответствующую прежнему весу, с поправкой на возросший вес его собственных рук).
Изменившаяся постоянная нагрузка вызовет быстрый (в течение первых же недель) рост активности митохондрий, и на этом в первом поколении всё закончится, поскольку митохондрии большого объема не занимают.
Масса тела на этом первом этапе адаптаций лишь немного возрастет за счет мышц и, вероятно, уменьшится за счет жировых траней (колонисты "подсохнут".
Следующим этапом будет адаптация хрящей и костяка.
У людей, прибывших на место взрослыми, эта адаптация будет минимальной - поздно уже. Но в первом же местном поколении детей хрящи и скелет отреагируют даже без изменения генотипа - эти ткани на повышенную нагрузку реагируют ростом. Расширятся суставы, увеличится база для крепления связок, это потянет за собой и увеличение мышечной массы. Лавинный эффект - растет мышечная масса (= основная масса тела), еще больше увеличивается нагрузка на суставы, те еще больше расширяются, опять растет база для связок, те опять автоматом расширяются, мышечная масса тоже автоматом растет, и это запускает новый цикл роста всех этих тканей.
Пока-что всё укладывается в привычную по фантастике картину.
А дальше начинается более интересный процесс.
Биохимия не может перестроиться столь же быстро, так что прочность хрящей, связок и костей в первых поколениях изменится мало, также как и износостойкость гладких мышц, сосудов и прочей соединительной ткани.
А меж тем, масса тела сильно возрасла, и еще больше возрос вес.
Неизбежный результат - резкое ускорение износа постоянно нагруженных хрящей (позвоночника и ног) и еще большее - сердечно-сосудистой системы. Меж тем, сердце у хомосапиенсов и так одно из самых слабых мест.
Т.о., начнется отбор на уменьшение массы тела.
Обращаю внимание, что увеличение мышечной массы было вызвано не физической необходимостью, а неправильным срабатыванием уже имеющихся механизмов - оптимальное соотношение мышечной массы к ширине суставов было задано земной гравитацией, а при в полтора раза большем ускорении свободного падения на деле требуется увеличить не пиковую мощность (т.е. способность поднять ту же штангу, но весящую теперь в полтора раза больше - да эта земная штанга вообще никому тут не нужна!), а ровно наоборот - _скорость движений_. Напоминаю, что в полуторной гравитации всё вокруг не только весит в полтора раза больше, но и падает с в полтора раза большим ускорением. Даже _темп ходьбы_ становится вынужденно быстрее, поскольку ходьба - это контролируемое падение тушки вперед с периодическим переносом базы. Возросшие требования к скорости движения (как повседневные, так и из-за возросшей опасности травм при падении) требуют _сужать_ суставы - разменивать силу на скорость (рычаг, однако). Тушки этого не знают, но зато "знает" естественный отбор.
Если позволить отбору проработать десятки поколений, то начнут существенно меняться пропорции.
Плевой пояс сузится, особенно у мужчин (чтобы снизить нагрузку на нижележащие хрящи и сосуды), а тазовый пояс, напротив, расширится (чтобы эту нагрузку принять). Руки станут тоньше и суше, ноги - толще. Жировые запасы уменьшатся и сместятся ниже, с груди (у женщин) и верхней части живота - на нижнюю часть живота, ягодицы и бедра.
Рост уменьшится.
Уменьшится, насколько это возможно, масса черепа и глиальных клеток мозга (соответственно уменьшится способность к длительным интеллектуальным усилиям, хотя скорость реакции и, возможно, сообразительность - увеличатся).
По этому направлению изменений можно также и представить к чему могут быть склонны нечеловеческие виды на планетах с повышенной силой тяжести.
Однако обязательно ли это так?
читать дальше
Рассмотрим, скажем, полуторакратное увеличение гравитации на примере адаптации к ней человека.
Первыми адаптируются мышцы.
Очевидно, что практически все они неизбежно примут в полтора раза возросшую нагрузку. Однако увеличит ли это сразу пропорционально их массу/обьем? Нет! К росту мышечной массы ведет лишь увеличение _пиковой_ нагрузки, а не постоянной. Но пиковая нагрузка от полуторакратного увеличения гравитации вовсе не возрастет в полтора раза: если штангиста или грузчика переселить на планету с полуторной силой тяжести - он никаким образом не станет поднимать в полтора раза больший вес! Он и так уже брал свой максимум, так что на новой планете вынужден будет просто брать меньшую массу (соответствующую прежнему весу, с поправкой на возросший вес его собственных рук).
Изменившаяся постоянная нагрузка вызовет быстрый (в течение первых же недель) рост активности митохондрий, и на этом в первом поколении всё закончится, поскольку митохондрии большого объема не занимают.
Масса тела на этом первом этапе адаптаций лишь немного возрастет за счет мышц и, вероятно, уменьшится за счет жировых траней (колонисты "подсохнут".
Следующим этапом будет адаптация хрящей и костяка.
У людей, прибывших на место взрослыми, эта адаптация будет минимальной - поздно уже. Но в первом же местном поколении детей хрящи и скелет отреагируют даже без изменения генотипа - эти ткани на повышенную нагрузку реагируют ростом. Расширятся суставы, увеличится база для крепления связок, это потянет за собой и увеличение мышечной массы. Лавинный эффект - растет мышечная масса (= основная масса тела), еще больше увеличивается нагрузка на суставы, те еще больше расширяются, опять растет база для связок, те опять автоматом расширяются, мышечная масса тоже автоматом растет, и это запускает новый цикл роста всех этих тканей.
Пока-что всё укладывается в привычную по фантастике картину.
А дальше начинается более интересный процесс.
Биохимия не может перестроиться столь же быстро, так что прочность хрящей, связок и костей в первых поколениях изменится мало, также как и износостойкость гладких мышц, сосудов и прочей соединительной ткани.
А меж тем, масса тела сильно возрасла, и еще больше возрос вес.
Неизбежный результат - резкое ускорение износа постоянно нагруженных хрящей (позвоночника и ног) и еще большее - сердечно-сосудистой системы. Меж тем, сердце у хомосапиенсов и так одно из самых слабых мест.
Т.о., начнется отбор на уменьшение массы тела.
Обращаю внимание, что увеличение мышечной массы было вызвано не физической необходимостью, а неправильным срабатыванием уже имеющихся механизмов - оптимальное соотношение мышечной массы к ширине суставов было задано земной гравитацией, а при в полтора раза большем ускорении свободного падения на деле требуется увеличить не пиковую мощность (т.е. способность поднять ту же штангу, но весящую теперь в полтора раза больше - да эта земная штанга вообще никому тут не нужна!), а ровно наоборот - _скорость движений_. Напоминаю, что в полуторной гравитации всё вокруг не только весит в полтора раза больше, но и падает с в полтора раза большим ускорением. Даже _темп ходьбы_ становится вынужденно быстрее, поскольку ходьба - это контролируемое падение тушки вперед с периодическим переносом базы. Возросшие требования к скорости движения (как повседневные, так и из-за возросшей опасности травм при падении) требуют _сужать_ суставы - разменивать силу на скорость (рычаг, однако). Тушки этого не знают, но зато "знает" естественный отбор.
Если позволить отбору проработать десятки поколений, то начнут существенно меняться пропорции.
Плевой пояс сузится, особенно у мужчин (чтобы снизить нагрузку на нижележащие хрящи и сосуды), а тазовый пояс, напротив, расширится (чтобы эту нагрузку принять). Руки станут тоньше и суше, ноги - толще. Жировые запасы уменьшатся и сместятся ниже, с груди (у женщин) и верхней части живота - на нижнюю часть живота, ягодицы и бедра.
Рост уменьшится.
Уменьшится, насколько это возможно, масса черепа и глиальных клеток мозга (соответственно уменьшится способность к длительным интеллектуальным усилиям, хотя скорость реакции и, возможно, сообразительность - увеличатся).
По этому направлению изменений можно также и представить к чему могут быть склонны нечеловеческие виды на планетах с повышенной силой тяжести.