如果嬰兒在低重力或無重力環境下成長,他的哪些生理結構會與地球表面長大的人類有差異?


人類有相當強的適應性,假設真到了需要在低重力星球上生活的那一天,可能前幾代,尤其是第一代移民的孩子不會過得很好,夭折率也高,但隨著一代一代的延續,一定會進化出能夠適應新重力的新移民來。

從地球上出現生物以後,重力似乎就一直沒太大變化。但眾所周知,生物發源於海洋。當一部分生物試圖脫離海洋,到陸地上生活以後,它們是付出了巨大努力的:

  • 溫差變化大,需要建立新的循環系統來調節體液循環;
  • 海里怎麼翻都行,陸地上是有摔跤這種東西的,所以需要保持姿勢的穩定;
  • 海里還能隨波逐流,陸地上不會動可能要餓死,所以需要強化運動能力;
  • 要保持姿勢,能夠運動,所以要強化支撐身體的骨骼。

在失去了浮力的幫助之後,幾乎所有改變,都與適應重力有關。正是有了這樣一代一代為了適應環境的不斷進化,才有了我們今天的模樣。

重力對人生長發育的影響遠超出我們想像,從基因表達,到器官形成,到人的整體塑造,重力其實都參與其中。挑三個最重要的,可能是骨骼與肌肉系統、心血管系統和腦平衡系統。

首先是骨骼與肌肉系統。為了對抗重力並直立行走,人的脊柱具有4個生理彎曲,下肢骨粗壯,配合背部與腿部肌肉,使人保持在一個直立的狀態。隨著年齡增長,骨質流失並且肌肉萎縮,人就會腿彎駝背,難以再直立起來,甚至需要拐杖才能走路。在低重力狀態下,同樣會骨質流失、肌肉萎縮,這時需要維持直立的骨骼和肌肉功能下降,人就會表現出一個彎曲的狀態,也就是我們常見的宇航員的那種姿勢:

可能前幾代移民會是這樣的姿勢,但隨著進化,也許出現新的適應環境的姿勢,也許出現超強骨骼和肌肉的人,誰都說不好會有什麼變化。

第二個是心血管系統,可以大致分為泵(心臟)、管道(血管)、控制系統(神經、激素和其他局部控制系統)。人的整套心血管系統是在地球的環境下進化出來的,適應1G的重力,例如有時候蹲久了突然站起來,會覺得頭暈,因為心臟和血管需要時間來克服重力,把血液重新送上去,這套系統已經很成熟了。但宇航員通常有著一張浮腫的臉和一雙細腿,是因為低重力下心血管系統不能正常適應,血液在上身聚集,導致上身變大,尤其是臉、脖子、胸和心臟。
所以在低重力條件下怎麼調節體液的輸送是個問題,可能前幾代移民是臉大胸大脖子粗的,往後發展可能會固定這種形象,或者重新調整心血管系統,例如多出幾個泵,重新架設管道,或者僅僅改變激素水平來適應環境。

第三是前庭系統。前庭系統用來控制眼睛運動,保持人的姿勢,平衡感和空間感。地球上有很多東西可以為我們的平衡感和空間感提供線索:比如眼睛可以看到房子、樹、路面、地平線等等,腳也能接觸到地面。在低重力環境下這些線索都會發生改變,視覺提供的線索就會讓大腦困惑,腳跟地面可能完全沒有接觸,處於一個喪失空間感的狀態。這些都會導致人的慣有姿勢不能維持,大腦會重新找到線索來保持平衡,但這種平衡肯定跟1G重力下的不一樣。
所以人的走路姿勢(如果還能走路的話)也會發生變化。至於怎麼變,就看處在什麼環境下了。

這三個系統是受重力影響最嚴重的,但其實小到基因,大到生物整體,都是適應重力的產物,重力可以是塑造了地球生物圈的一個主要因素。所以以上只是做基本的猜測,一旦重力改變,人類會再次被塑造一遍,具體會變成什麼樣,只有未來的地球人,或者說星際移民,才知道了吧。反正,要想保持這樣:

或是這樣:

是沒有指望了……


應該是這樣的:

然後長成這樣:

去看機器人瓦力吧,親~~~^_^


首先,他的骨骼會非常脆弱,事實上這樣的孩子能不能正常發育都是個問題,骨骼的鈣含量和它受到的應力相關,如果應力過高或者過低都會造成鈣質的流失,會發生骨質疏鬆和骨折等問題,事實上這也是困擾航天員的一個重要問題,不知道現在有什麼比較好的解決辦法。
他的肌肉也同理,沒有重力維持一定的應力,會比較虛弱,但是應該還好,因為他也需要呼吸,並且有正常的神經系統,因此只要多加鍛煉就ok。
暫時就想到這麼多。


按照目前的科學技術水平,這孩子出生不了多久就會夭折,等不到他生理結構發生改變了,哦哦,問題沒的答了。
那還是開下腦洞吧,先得了解下人在失重條件下會發生什麼,其實其他人都答到了關於骨骼和肌肉的問題,當然還會出現免疫系統、血液循環系統等出現問題(from 果殼:人在失重或者低重力環境中為什麼會骨質流失)

失重引起骨質喪失的機制:
目前為止,失重引起骨質喪失的機制尚不是十分清楚。現有的研究解釋起來也相當複雜,簡單說一下。骨內可以發生震蕩電位,其大小同引起變形的作用力相對應。儲存正電位處可以引起骨組織消散。失重時,作用於骨骼的外力大為減少,骨組織電活動性下降,可能發生部分骨組織因養分供應不足而死亡。在電信號減少或完全消失部位,引起破骨細胞的聚集和骨組織的破壞,導致骨結構的變化和改的丟失,骨密度隨之降低。

預防措施:
1 航天時加強體育鍛煉。體育鍛煉的目的是增加骨骼和肌肉的負荷。
2 改善飲食結構。補充維生素D、補鈣、同時補磷。
3 電刺激法。在外部加電流,使骨骼內部產生內源性電流,刺激骨生長。
4 人工重力。在航天器內加一小型旋轉裝置,產生慣性離心力,形成人工重力環境。但當前的人工重力技術尚未達到實際應用的水平。

假如我們技術發達到解決了以上的問題,小baby出生開始就鍛煉啊,各種補鈣啊、補維生素啊,還時不時來個電擊刺激,小baby生下來不睡嬰兒床,睡的是個小離心機,然後勉強活了下來,小baby真是成長的好心酸,為毛這麼對我~
開下腦洞,看看這孩子和正常人有什麼不同:
1、應該是個巨人;
2、玻璃娃娃,一碰就會碎的孩子;
3、畸形,估計不會好看到哪去,關節變形嚴重;
4、失去方向感,沒有上下的感覺;
5、皮包骨,乾屍狀;
6、無法OOXX;
7、長不出牙;
8、嚴重心臟病。


平衡機能不正常,沒感受過重力,但是空間感可能很好
肌張力低
骨質疏鬆
骨骼結構異常,脊柱不是S型而是C型,撐死了筆筆直


來答一答!
首先這個娃娃壽命有限,就是活不了多久…
正常人類的肌肉是依靠神經反射來對抗重力以及活動的。這就是牽張反射( stretch reflex myotatic reflex ),它是指骨骼肌受到外力牽拉時引起受牽拉的同一肌肉收縮的反射活動,包括腱反射和肌緊張。牽張反射,尤其是肌緊張的意義在於維持站立姿勢。肌緊張是維持軀體姿勢最基本的反射活動,是姿勢反射的基礎
沒有重力那反射就蕩然無存,可能連勺子都拿不起來。人類是有機的整體其它肌肉可能也會因此萎縮,吞咽呼吸功能可能就衰竭了!
再說骨鹽無需重力沉積,就會薄的和紙一樣。因為鈣代謝異常,內分泌系統,血循環系統,以及細胞功能就會和多米諾骨牌一樣紊亂,崩壞!
就算能活下來,可能也會變成這樣…
?
以上。


首先他的身體會在很小的時候長的有如成人般大小,完全成年後甚至會長像巨人症一般,並且由於骨骼密度的稀疏,他這輩子都無法回到地球上了,因為一旦進入地球圈,他的骨骼會因為無法支撐自己的體重而瞬間被壓垮。
所以很多SF動畫中的火星人月球人XX人之類的幻想都可以停止了。


胸部不會下垂~


沃爾夫定律表明,骨是具有功能適應性的,沒有重力,骨的強度達不到在重力下生活的人的強度。比如說長期在空間站中的工作人員回到地球後,骨質疏鬆的情況非常嚴重。
僅這一點 就基本上不太容易活下來了。因為骨不僅支撐和保護人體的重要組織和器官【強度不夠的話是無法支撐人體 和保護重要器官的】,同時還是儲存礦質(和製造血細胞)的重要器官。礦質無法沉積,根本無法保證正常的代謝。 造血這件事兒就別提了。。


人類的這個身體結構,物質組成看樣子都是按照地球這個環境設置的。想換個環境生存的話,應該要大幅度改造自己或者大幅度改造成適應自己的環境吧。否則應該是死的很慘


最終的結果基本可以想像一下史萊姆怪的樣子。但是我想你知道的,基因突變與進化是需要大量基數與時間的。所以如果只是近幾代並且數量少的話,我認為正常生長的可能性>死亡>改變。


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