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如果地球上除了人类,所有的生物扩大 100 倍体积,会发生什么? 第1页

  

user avatar   zhan-yun-2020 网友的相关建议: 
      

这提问就是典型让人类灭绝的设定啊。

人类身上平均都有1~2kg的微生物,占每个人总质量约2%左右,仅仅肠道就占75%以上。

生物体的平均密度和水相当,增加100体积,这些微生物的体积和质量都会增加到人体的2倍。

如果瞬间倍增,人体直接爆体而亡,可能还没有多大的痛苦。

如果是在稍长的时间内增加,那就相当的可怕了,画面简直不可想象,自行脑补。

如果单纯体积增加100倍,质量不变,虽然可以免于被自己压死的风险,但密度将低于水100倍。

那么这个世界就会变成这样的:

动植物能够长期生存才有个鬼哦。

生物灭绝的速度,比质量体积同比增加更快。

如果密度不变,其它生物的命运会怎么样呢?

体积是边或半径的三次方,体积增加100倍,那么身高等尺度增加 倍。

站立的动物,身体某部位关节承受的压强为:

由关系式可知,M增加了100倍,截面积增加了 倍

那么压强增加了 倍,约4.64倍。

如果体积增大的过程中,骨头结构不改变,那么所有大型化的动物,全部骨质疏松

由于可承受的总力量不变,那么骨折风险,会增加 倍。

在压强增加的基础上,正常站立发生骨折的风险,实际比原来增加了100倍,恰好和质量增加的倍数相当。也即,骨骼的脆弱性增加了100倍。

当一个人骨骼脆弱100倍时,哪怕仅仅站立的状态都会因为骨折,自己把自己压死。

无论植物纤维,还是动物的内外骨骼,凡是生物都需要一定的“结构”来支撑。

体积(质量)增加100倍后,在微元结构不变的情况下,绝大部分生物都会随着“结构”崩塌而死亡。

那么单细胞生物呢?

单细胞真核生物都存在细胞骨架,它们的骨架结构同样会脆弱100倍,正常的新陈代谢会受到严重的影响,甚至造成死亡。

那么细菌呢?

虽然细菌没有真正的细胞骨架,但依旧存在类似于细胞骨架的维持形状的蛋白。

也就是说在微元结构不变的情况下,所有的生物都会面临微元结构崩塌而灭绝的风险。

当然,由于体积越小承受的压强越小,对于不少微生物来说,增加100倍体积,依旧能够勉强存活。

实际造成的结果便是:

  • 体积越大的生物,越容易灭绝。
  • 修复和适应能力越差的生物,越容易灭绝。
  • 陆地生物比水生生物,更容易灭绝。

一场生物大灭绝之后,地球上主要剩下的就是海洋中的无脊椎动物。倒是植物的折损率,应该会远远低于动物。但越高等的植物,还是约容易灭绝。

整个生态系统,极有可能倒退到寒武纪时代,甚至以前。

如果增加体积的过程中,同时改变所有的生物的微元结构,以适应体积/体重的增加,那么内部结构崩塌的风险倍数可降低到数倍左右。

但对于依靠较高运动能力生存的一类动物来说(例如猎豹),依旧免不了灭绝。

但如果在增加体积的时候,用各种蛋白纤维对身体的微元进行结构强化,则可以做到对基本生活没有任何的影响。

那么此时的主要影响,则可能是生态上的:

空气的总质量约 ,二氧化碳含量,0.034%,二氧化碳中碳含量27.27%

可计算出,空气中碳总量为: ,也即476 GT C

能查询到的数据是 ,差不多是750 GT C,和我的计算结果没有数量级的差距。

而地球上所有生物总碳量大约是500多GT C。

也就是说,不说增加100倍,哪怕仅仅增加2倍的总生物量,空气中的碳就被消耗完了。

不过地壳中的碳含量远远高于空气,可以通过火山喷发的形式,把碳酸盐中的二氧化碳释放在空气中。

1分子二氧化碳进行光合作用,最终产生1分子的氧气。

那么,生物增加100倍之后,大约产生1500 GT C 左右的氧气。

虽然含氧量增加远低于1%,但在动物几乎灭绝的情况下,地球大气每年将会多增加上10 GT C左右的氧气。(前提是通过地壳活动等,新产生的二氧化碳 能供养这些100倍的植物长期生存)。

大约经过10万年的时间,可以让地球的含氧量重回石炭纪(40%~45%)。

地球上仅存的生物,将会因为含量了的变化,命运再次发生前所未有的变化。


总的来说,地球所有生物扩大100倍,生态系统几乎打回原形,一切从零开始。

而生物的最终演化,将会走向何方,在足够长的尺度下,已难以预料。


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