La gravetat és un dels factors més rellevants per a l’aparició de vida i la seua existència. Els organismes han crescut lluitant contra aquesta força, han evolucionat i adaptat la seua forma no sols per a sobreviure a la seua presència sinó també per a usar-la en el seu propi benefici.
Les proporcions més grans que han existit ens donen pistes sobre els límits de grandària que un camp gravitatori pot permetre. D’altra banda, la mateixa aparició dels entorns on la vida apareix, planetes amb mars i atmosfera calfats per una estrella, està íntimament lligada a la gravitació, perquè el col·lapse gravitatori és el motor de la formació estel·lar i planetària.
Els primers planetes que es van descobrir van ser gegants gasosos més grans que Júpiter. Prompte es va veure que eren menys freqüents com més grans eren. La inferència era òbvia: com més xicotets més freqüents haurien de ser! Al cap i a la fi els asteroides del sistema solar són més abundants com més xicotets són. I, de la mateixa manera, les estreles més xicotetes, anomenades nanes roges, són les més abundants. Per tant, fins fa uns quants anys, a pesar que a penes s’havien trobat planetes rocosos, hi havia consens en el fet que aquests abundaven. Però la missió espacial Kepler ho va canviar tot. Hui en dia coneixem quasi 3.500 exoplanetes, la majoria gràcies a aquesta missió. De quasi 1.200 d’aquests exoplanetes disposem de mesures de les masses o d’estimacions a partir de les seues dimensions. Però quan realitzem l’histograma de les seues masses, el que observem és el següent:
La distribució d’abundàncies és bimodal, amb un pic al voltant de planetes amb la massa de Júpiter (gegants gasosos) i un altre en les 10 masses terrestres (neptuns i superterres). Possiblement el pic de l’esquerra siga un poc més alt i ample, perquè els planetes més xicotets que la Terra són molt difícils de veure. No obstant això, la incompletesa de les dades no pot usar-se per a justificar el buit que s’observa entre ambdós pics. Sembla que no hi ha tantes “terres” com créiem. De totes maneres, l’abundància de superterras és una bona notícia astrobiològica. La tectònica de plaques té un paper essencial en el manteniment de la biosfera en el nostre planeta, perquè permet la renovació del CO2 atmosfèric i amb això l’existència d’un cicle del carboni, indispensable per a la vida. Com més massiu és un planeta, més calent és l’interior, per la qual cosa esperem tectòniques actives en aquestes massives superterres. D’altra banda, la seua gravetat superficial més elevada fa també més fàcil el manteniment d’una atmosfera densa estable i permanent, que permeta l’existència de líquids superficials.
Les mides més grans que han existit ens donen pistes sobre els límits de mida que un camp gravitatori pot permetre.
Probablement, la gravetat del nostre planeta ha sigut l’única característica ambiental que s’ha mantingut constant durant l’evolució de la vida. El seu efecte s’observa a simple vista en el disseny de gran part dels organismes, que presenten un eix de simetria en la direcció del vector de la força gravitatòria. En especial, la major part de les plantes presenten una simetria cònica. Però l’efecte de la gravetat no sols està gravat en l’estructura sinó també en la funció. Les plantes presenten gravitropisme: les arrels creixen en el sentit de l’atracció gravitatòria, mentre que les branques i les tiges creixen en sentit contrari. Fins no fa molt desconeixíem que els organismes han desenvolupat una gran diversitat de sistemes de gravipercepció: en alguns éssers unicel·lulars les membranes responen al vector de gravetat; en plantes, animals i peixos trobem “cossos pesants”, com ara cristalls de calci, denominats estatòlits o otòlits, que són imprescindibles per a l’equilibri; els artròpodes posseeixen extensions corporals per a percebre la gravetat, etc. Un dels motius d’aquesta ubiqüitat és que la gravetat actua com un factor ambiental clau per a l’orientació, l’equilibri i el control postural.
La gravetat és també un factor limitant
En l’aigua els cossos experimenten un empenyiment que compensa la força de gravetat, i així la gravetat efectiva que experimenta un organisme en l’aigua és l’efecte de g’ = g(1–1/d), on d és la densitat de l’organisme (prenent la de l’aigua com a 1). En molts casos d~1, amb la qual cosa la gravetat efectiva és g’~0. És a dir, en principi no hauria d’haver-hi límit a la grandària en l’aigua (en una primera aproximació, però noteu que l’empenyiment actua sobre la superfície corporal mentre que el pes actua sobre el volum: l’aigua no et fa completament immune a la gravetat). En efecte, als oceans estan presents els animals més grans. El tarpó és un peix gran, però el peix més gran és el tauró balena, que arriba fins als 12 m de longitud, el qual, al seu torn, és superat pel calamar gegant, que pot fer més de 15 m. Però el rècord d’animal marí, amb un màxim conegut de 33 m i 180 t, el té la balena blava, l’animal més gran que ha existit mai. Una de les raons per les quals les balenes moren quan queden varades és perquè el seu propi pes els esclafa els pulmons fins a l’asfíxia. Una massa que en terra pot suposar la mort per compressió, en l’aigua se sosté sense dificultat.
Una de les raons per les que les balenes moren quan queden encallades és perquè el seu propi pes els aixafa els pulmons fins a l’asfíxia.
Quant a organismes unicel·lulars, les primeres formes de vida, la seua dimensió mitjana sembla el resultat d’un equilibri entre la gravetat, la difusió i el citoesquelet. Sorprenentment, la relació gravetat-grandària obtinguda en condicions experimentals on es varia la gravetat, torna a repetir-se. Així, en augmentar la força gravitatòria, pareix que els organismes unicel·lulars tendeixen a reduir les dimensions, i, al revés, en condicions de microgravetat tendeixen a augmentar-les. Un fet que imita allò que veiem en organismes multicel·lulars.
Hi ha, llavors, un límit de grandària viable per a un ésser viu? La biologia no ofereix encara una resposta satisfactòria.
Imagen de portada: Harman Smith i Laura Generosa / NASA’s Jet Propulsion Laboratory/ Wikipedia
No comments yet.