Інопланетні слони — які вони?

Навчання 26 серпня 2022 Перегляди: 64

Сила тяжкості на Місяці, як відомо, в шість разів менше звичної нам земної, а на Юпітері в два з половиною рази більше. Тобто людина масою 60 кг на Місяці важила б не більше 10 кг, а на планеті-гіганті — близько півтора центнерів! На жаль, ні на природному супутнику Землі, ні на найбільшій планеті Сонячної системи життя немає. Але на що нам уява? Давайте уявимо, що десь у глибинах Всесвіту є планети, аналогічні за розмірами і масою Місяці і Юпітеру, заселені живими істотами. Якими вони могли б бути?

Відповідь взагалі-то проста: я не знаю. І ви не знаєте. І ніхто із землян, включаючи найвидатніших вчених, не знає. Занадто мало даних для скільки-небудь переконливих припущень, адже нам поки відоме життя лише на одній планеті — нашій власній. Це все одно що попросити математику побудувати криву всього по одній точці. Але давайте, з деяким жалем залишивши за дужками подробиці, спробуємо оцінити хоча б зразкові розміри мешканців обраних планет.

І тут, зрозуміло, необхідно зробити деякі припущення. Домовимося, що життя на умовному Юпітері і умовній Місяці розвивалося за тими ж загальними біологічними законами, що і на Землі. А вже відсутність розбіжностей у законах фізичних я вам гарантую. Ми все-таки здійснюємо уявну подорож не в фантазійний світ і не в паралельний всесвіт.

Наївно було б очікувати, що на будь-якій планеті всі тварини будуть одного певного розміру. Адже навіть на Землі тільки серед сухопутних ссавців є величезні слони і крихітні землерийки. Тому постараємося дати тваринам, які «мешкають» на умовних Місяці і Юпітері, не кількісну, а тільки якісну оцінку.

Візьмемо для прикладу слона, вірніше, двох слонів і помістимо одного з них на Юпітер, а іншого — на Місяць. Щоб ви не турбувалися за їхнє здоров’я, поспішаю повідомити, що повітря на обох планетах цілком придатне для дихання, а достатній запас їжі ми розсудливо дамо їм із собою. Тож слони наші не задихнуться і не помруть від голоду. Але чи не відчують вони інших проблем?

Перш за все давайте розберемося, чому на Землі (на суші) немає тварин крупніше слона. Так, я пам’ятаю про диплодоків, але, по-перше, їх розміри перевищували слонів’ї всього-то в чотири-п’ять разів, а по-друге, ці гіганти виявилися не найбільш життєздатними представниками земної фауни.

Найбільший з динозаврів — диплодок, що мешкав на Землі 150-200 млн років тому, досягав у довжину 25 м, а у висоту 4 м. Порівняно з людиною він виглядав справжнім гігантом

Отже, слон. Залишимо його поки на Землі і спробуємо подумки «розтягнути» у всіх напрямках, скажімо, в десять разів. Запевняю, слон нам за це спасибі не скаже! Чому? Та тому, що маса його при цьому збільшиться в 10³ = 1000 разів, а площа поперечного перерізу кісток всього лише в 10² = 100 разів. Таким чином, тиск на скелет зросте десятиразово! Кістки такого просто не витримають.

Те саме можна сказати про м «язову тканину. Сила тварини в загальних рисах пропорційна поперечному перетину м’язів. Тобто наш «розтягнутий» слон до всього іншого виявиться ще й слабосильним, нездатним толком рухатися.

Якщо ми бажаємо збільшити масу слона в тисячу разів, пропорції зберегти ніяк не вийде. Доведеться робити його значно товщим, масивнішим. Тим самим ми катастрофічно знизимо його рухливість. Слон і так-то не дуже різав порівняно з дрібнішими тваринами. Напевно менш рухливими були згадані вище диплодоки. Спробувавши ще трохи збільшити розміри тварини, ми дійдемо до критичної межі, за якою вона повністю втратить здатність рухатися, а отже, і життєздатність.

Тепер ми з вами готові до перекидання на Юпітер! Що станеться з нашим слоном? Вага тіла збільшиться в кілька разів, а розміри кісток і м’язів залишаться колишніми. Несолодко доведеться бідоласі! Тому ендемічні види тварин з пропорціями земного слона ми там навряд чи зустрінемо. Згадаймо про наші припущення: і кістки, і м’язи тамтешніх тварин зліплені приблизно з такого ж «тіста», що і на Землі, і подумаємо, якого розміру має бути тварина, щоб, зберігши пропорції слона, відчувати себе на Юпітері так само, як на Землі. Не беручи до уваги інші фактори, будемо виходити з міркування, що тиск на кістки і там, і там однаково. Або, якщо виразитися трохи більш строго, напруги в поперечних перерізах кісток при стисненні рівні.

Пам’ятаючи про те, що маса пропорційна третьому ступеня лінійних розмірів, а площа — другий, і враховуючи збільшену в 2,5 рази силу тяжкості, ми прийдемо до висновку, що «юпітеріанський слон» буде в 2,5 рази менше земного: трохи більше метра у висоту і близько двох метрів у довжину. Маса його буде приблизно в 15 разів менше маси земного побратима — близько 300 кг. Не варто, однак, змішувати поняття маси і ваги. Якщо зберетеся на Юпітері взяти слоника на руки, не забувайте про 2,5 g! Не піднімете, навіть якщо ви важкоатлет-чемпіон. Відградовані на Землі ваги, привезені на Юпітер, покажуть майже 800 кг.

Перенесемося на Місяць. Земному слону там нічого не загрожує, він буде відчувати незвичну легкість і, можливо, навіть наснагу від нових можливостей. Його потужний «каркас» на Місяці просто не буде потрібно. Тварина подібних розмірів там буде набагато тонше і граціозніше. Чи виникнуть на Місяці більші види? Не можна сказати з повною визначеністю, але з високою часткою ймовірності — так, можуть виникнути. Великі розміри тварини досить часто виступають як позитивний еволюційний фактор, і на Місяці при тій же рухливості кістки можуть витримати тварину набагато більших розмірів.

Як буде виглядати місячний слон з тим же навантаженням на кістки і з пропорціями слона земного? Він виявиться справжнім гігантом: 20 м і більше у висоту і близько 40 м у довжину! Диплодоки дивилися б на нього із заздрістю. Більше тисячі тонн маси! Так, земні ваги на Місяці зменшать відому величину в шість разів, але цифра все одно залишиться грандіозною.

Земний слон, якщо надумає перебратися жити на Місяць, в процесі еволюції перетвориться на велетня, а на Юпітері стане карликом

Не слід розуміти все сказане занадто буквально. Потрапивши на масивну планету, не варто неодмінно розраховувати на зустріч з карликовим слоном. Всі наші розрахунки не претендують на точність передбачень, вони придатні лише для того, щоб допомогти скласти загальне уявлення. Не треба підходити до гіпотетичних інопланетних тварюок із надто вже земними мірками. Однак силу тяжкості скасувати не вдасться, тому можна стверджувати наступне: на легких планетах ймовірність зустріти великих тварин вище, ніж на важких. На дуже важких (на кшталт Юпітера) ви навряд чи зустрінете сухопутних живих істот значно більших за себе. Втім, не поспішайте радіти такій обставині: ви і самі будете відчувати себе там не надто комфортно. Нетривалий час людина цілком здатна переносити перевантаження в 2-3 g, але перебувати в таких умовах постійно…

Поговоримо, до речі, про людей. У різних фантастичних творах представники людської раси, які заселили важкі планети, зустрічаються, як правило, всі як на підбір невисокі, ширококісткові і коренасті. Чи таке уявлення про них вірне? На перший погляд — так. Все, що ми говорили про слони, повною мірою можна віднести і до людей. На Юпітері невисока людина гіперстенічного складання матиме конкурентну перевагу порівняно із середньостатистичним землянином. Але на еволюційні зміни йому знадобилося б не одне тисячоліття, за умови, що малий зріст і широка кістка безумовно зіграли б позитивну роль.

Якщо інша планета, як пишуть деякі фантасти, була заселена вихідцями з Землі в незапам’ятні часи і вони довгий час перебували на ній на первісному рівні, тоді їх зовнішній вигляд міг помітно змінитися в порівнянні з виглядом їх предків. Але якщо з моменту початку колонізації землянами іншої планети пройшла жалюгідна сотня років, середні показники зростання і ширини кісток не будуть помітно відрізнятися від звичних нам. А ось більш розвинена мускулатура — так, тут вже справа не в еволюції. Якщо живеш в умовах 2,5-кратного збільшення сили тяжкості порівняно з земною, — хочеш не хочеш, станеш Геркулесом.