這提問就是典型讓人類滅絕的設定啊。
人類身上平均都有1~2kg的微生物,佔每個人總質量約2%左右,僅僅腸道就佔75%以上。
生物體的平均密度和水相當,增加100體積,這些微生物的體積和質量都會增加到人體的2倍。
如果瞬間倍增,人體直接爆體而亡,可能還沒有多大的痛苦。
如果是在稍長的時間內增加,那就相當的可怕了,畫面簡直不可想象,自行腦補。
如果單純體積增加100倍,質量不變,雖然可以免於被自己壓死的風險,但密度將低於水100倍。
動植物能夠長期生存才有個鬼哦。
生物滅絕的速度,比質量體積同比增加更快。
如果密度不變,其它生物的命運會怎麼樣呢?
體積是邊或半徑的三次方,體積增加100倍,那麼身高等尺度增加倍。
站立的動物,身體某部位關節承受的壓強為:
由關係式可知,M增加了100倍,截面積增加了倍
那麼壓強增加了倍,約4.64倍。
如果體積增大的過程中,骨頭結構不改變,那麼所有大型化的動物,全部骨質疏鬆。
由於可承受的總力量不變,那麼骨折風險,會增加倍。
在壓強增加的基礎上,正常站立發生骨折的風險,實際比原來增加了100倍,恰好和質量增加的倍數相當。也即,骨骼的脆弱性增加了100倍。
當一個人骨骼脆弱100倍時,哪怕僅僅站立的狀態都會因為骨折,自己把自己壓死。
無論植物纖維,還是動物的內外骨骼,凡是生物都需要一定的“結構”來支撐。
體積(質量)增加100倍後,在微元結構不變的情況下,絕大部分生物都會隨著“結構”崩塌而死亡。
那麼單細胞生物呢?
單細胞真核生物都存在細胞骨架,它們的骨架結構同樣會脆弱100倍,正常的新陳代謝會受到嚴重的影響,甚至造成死亡。
那麼細菌呢?
雖然細菌沒有真正的細胞骨架,但依舊存在類似於細胞骨架的維持形狀的蛋白。
也就是說在微元結構不變的情況下,所有的生物都會面臨微元結構崩塌而滅絕的風險。
當然,由於體積越小承受的壓強越小,對於不少微生物來說,增加100倍體積,依舊能夠勉強存活。
實際造成的結果便是:
- 體積越大的生物,越容易滅絕。
- 修復和適應能力越差的生物,越容易滅絕。
- 陸地生物比水生生物,更容易滅絕。
一場生物大滅絕之後,地球上主要剩下的就是海洋中的無脊椎動物。倒是植物的折損率,應該會遠遠低於動物。但越高等的植物,還是約容易滅絕。
整個生態系統,極有可能倒退到寒武紀時代,甚至以前。
如果增加體積的過程中,同時改變所有的生物的微元結構,以適應體積/體重的增加,那麼內部結構崩塌的風險倍數可降低到數倍左右。
但對於依靠較高運動能力生存的一類動物來說(例如獵豹),依舊免不了滅絕。
但如果在增加體積的時候,用各種蛋白纖維對身體的微元進行結構強化,則可以做到對基本生活沒有任何的影響。
那麼此時的主要影響,則可能是生態上的:
空氣的總質量約,二氧化碳含量,0.034%,二氧化碳中碳含量27.27%
可計算出,空氣中碳總量為:,也即476 GT C
能查詢到的資料是,差不多是750 GT C,和我的計算結果沒有數量級的差距。
而地球上所有生物總碳量大約是500多GT C。
也就是說,不說增加100倍,哪怕僅僅增加2倍的總生物量,空氣中的碳就被消耗完了。
不過地殼中的碳含量遠遠高於空氣,可以透過火山噴發的形式,把碳酸鹽中的二氧化碳釋放在空氣中。
1分子二氧化碳進行光合作用,最終產生1分子的氧氣。
那麼,生物增加100倍之後,大約產生1500 GT C 左右的氧氣。
雖然含氧量增加遠低於1%,但在動物幾乎滅絕的情況下,地球大氣每年將會多增加上10 GT C左右的氧氣。(前提是透過地殼活動等,新產生的二氧化碳 能供養這些100倍的植物長期生存)。
大約經過10萬年的時間,可以讓地球的含氧量重回石炭紀(40%~45%)。
地球上僅存的生物,將會因為含量了的變化,命運再次發生前所未有的變化。
總的來說,地球所有生物擴大100倍,生態系統幾乎打回原形,一切從零開始。
而生物的最終演化,將會走向何方,在足夠長的尺度下,已難以預料。