重力生物学

重力生物学は、重力が生物に与える影響を研究する学問です。地球の歴史を通じて、生命は気候や生息地の変化など、変化する条件に耐えられるように進化してきました。しかし、地球上で生命が誕生して以来、進化において不変の要素が重力です。その結果、すべての生物学的プロセスは常に存在する重力に慣れており、この力がわずかに変化しただけでも、生物の健康や機能、システムに大きな影響を与える可能性があります。^[1]

地球表面にかかる重力は、通常gと表記され、地球形成以来、方向と大きさの両方において一定のままである。^[要出典]その結果、植物と動物の両方が、さまざまな方法で重力に依存し、対処するように進化してきた。たとえば、人間は運動計画において、重力が粗大運動能力と微細運動能力に与える影響を考慮した内部モデルを採用している。^[2]

植物の向性とは、方向性のある刺激に対する植物の方向性のある動きのことです。そのような向性の 1 つに重力屈性、つまり重力に対する植物の成長や動きがあります。植物の根は重力の引力に向かって成長し、日光から遠ざかります。一方、芽や茎は重力の引力に逆らって日光に向かって成長します。

重力は、最初の単細胞生物の誕生以来、動物の発達に影響を与えてきました。生物細胞の大きさは、細胞に作用する重力場の強さに反比例します。つまり、重力場が強いと細胞の大きさは小さくなり、重力場が弱いと細胞の大きさは大きくなります。したがって、重力は個々の細胞の成長を制限する要因です。

重力のみで形成できる大きさよりも自然に大きい細胞は、内部の沈降を防ぐ手段を発達させなければなりませんでした。これらの方法のいくつかは、原形質の運動、細胞体の細長い形状、細胞質の 粘性の増加、および基質に対する細胞成分の比重範囲の減少に基づいています。 ^[3]

多細胞生物に対する重力の影響は、かなり劇的です。動物が陸上で生き残るために最初に進化した時期には、浮力の上向きの力が弱まったために重力の見かけの力が増加したことに対処するために、何らかの方向性のある移動方法、つまり内骨格または外骨格が必要だったでしょう。この時点以前は、ほとんどの生命体は小さく、虫やクラゲのような外観をしており、この進化のステップがなければ、陸上でその形状を維持したり移動したりすることはできなかったでしょう。

大型の陸生脊椎動物では、重力が筋骨格系、体液分布、循環の流体力学に影響を及ぼします。

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