Есть мнение, что в изображении биосферы планеты Пандора из фильма «Аватар» что-то неуловимое режет глаз. И мозг тоже. Это справедливое мнение, но речь, всё-таки, о кино, причём фантастическом. Создатели не ставили цель точной реконструкции мира. Более того, детально физические условия Пандоры в самом фильме не раскрываются. Лишь задним числом, под градом вопросов аудитории, авторы проконсультировались со специалистами и узнали, что атмосфера планеты на 30% плотнее, а сила тяжести на 30% ниже. И это — максимум. Иначе, ничего работать не будет.
…«Ничего» в данном контексте значит «землеподобная биомеханика». От плотности среды и силы тяжести зависят предпочтительные способы передвижения животных. При существенных отклонениях, например, длинные синие аборигены не смогут бегать. Ибо сопротивление воздуха возрастает, сцепление — сила трения между ступнями и опорой, — ухудшается, а инертная масса остаётся прежней… И это ещё одна из причин конкретно Пандору не трогать. Изменение двух параметров — плотности атмосферы и силы тяжести — сильно запутывает картину.
Лучше ограничиться одним — гравитацией. Благо, моделирование показало, что на голубых лунах — именно таких, как Пандора, — кислородные биосферы могут возникать при силе тяжести 4-4.5 раза меньшей земной. Плотность же атмосферы пусть будет обычная.
Первое, что стоит знать о последствиях уменьшения силы тяжести для биосферы, — они не будут иметь ничего общего с интуитивными ожиданиями. Уменьшение силы тяжести в 4.5 раза по закону квадрата-куба, вроде бы, отодвигает потолок массы сухопутного животного к фантастическим 10 000 тонн… на самом же деле, никак на него не влияет. Эффективность синтеза биомассы на единицу площади не зависит от силы тяжести. Следовательно, завязанная на первичные ресурсы оптимальная — экологически оправданная — масса животных (как средняя, так и максимальная) остаются на прежнем уровне.
Не получают никаких бонусов и членистоногие. Рубеж за которым наружный скелет оказывается хуже внутреннего и позвоночные получают конкурентное преимущество, по-прежнему составляет около 5 сантиметров длины.
...То есть, уменьшение силы тяжести не ведёт к гигантизму животных. Исключая — теоретически — животных летающих. Птица с размахом крыльев 20 метров и массой более тонны в таком мире сможет взлететь. Из чего не вытекает, что такой гигант существовать будет. В момент, когда альбатрос с бреющего полёта погружает голову в волны и выхватывает из воды рыбу, нагрузки на его скелет создаёт инертная масса, а не вес. Эксперименты уже показали, что птеродактили даже с размахом крыла 4.5 метра не обладали нужной прочностью для таких трюков. Опять-таки, орёл, камнем падающий на суслика… При массе около тонны, летающий хищник или упустит добычу, начав тормозить тягой на большой высоте, чтобы опуститься плавно, или разобьётся с образованием ударного кратера. Сила тяжести тут, опять-таки, не при чём. Инерция.
Тем не менее, при пониженной гравитации полёт, как способ передвижения, получает преимущества, становясь доступным для животных среднего и крупного размера. И тут важно избежать ещё пары ловушек восприятия. Во-первых, птицы летают не потому что могут, а потому что надо. Если не надо — не летают. Как киви, например. Существует множество нелетающих или плохо летающих птицы небольшой массы. Пешее передвижение имеет преимущество в виде экономичности и скрытности. Во многих случаях оно целесообразнее. Следовательно, снижения силы тяжести лишь создаст «бонусные» экологические ниши для крупных летающих животных. Экологические ниши для ползающих, бегающих, роющих, лазающих, плавающих животных останутся на своих местах. Не только полёт, но и прочие (кроме плавания) способы передвижения станут пропорционально экономичнее.
С другой стороны, — и это, во-вторых, — уменьшение силы тяжести, фактор воздействующий на всех сухопутных животных. В том числе и на мелких. Альбатрос в таком мире при прежней массе и ТТХ будет иметь размах крыла только 2 метра. Мелкие же животные смогут обойтись крыльями буквально символическими. А значит, глубокая специализация «летательных» конечностей не потребуется.
...Конечно, интересно фантазировать по поводу летающих гигантов, но — там всё сложно. Уверенно можно лишь утверждать, что аэродинамически совершенная форма птицы с любой точки зрения будет предпочтительнее и вероятнее пандорианского кошмара. Но из-за того что закон квадрата-куба действует на способность конструкции выдерживать не только собственный вес, но и динамические нагрузки, речи о пропорциональном увеличении условного орла, в любом случае, быть не может.
Куда любопытнее и достовернее реконструкция животных мелких и средних, повально (кроме форм совсем уж специализированных) становящихся прыгающе-летающими. Прыжки на задних ногах оказываются наиболее экономичным способом передвижения — лучшим, чем рысь, — даже для среднего размера животных. Крылья же у грызунов могут быть так малы, что передние конечности полностью сохранят функции лап при передвижении по ветвям и копании нор. На бегу «руки-крылья» будут работать в качестве улучшающего сцепление с грунтом антикрыла. В прыжках же — при низкой гравитации длинных — как меняющие направление рули.
В целом, чем крупнее животное на «лёгкой планете», тем в большей мере оно будет специализировано для определённого способа передвижения, — и совсем не обязательно полёта. Более того, появление летающих гигантов не обязательно и не очевидно. Зато, мелкие животные получат возможность летать, — как минимум, планировать, — почти даром, в дополнение к любым другим способностям по своему выбору. А такое преимущество точно не останется без внимания.
Проще, — если на Земле летающие лягушки — исключение, на Пандоре они становятся правилом.
Блог нуждается в поддержке. Кошелёк ЮMoney 4100 1168 3178 5907
