Эволюция на хемосинтезе

[странник]

Итак, имеем планету размером с Землю. На заре своего существования уже сформировавшаяся планета потеряла родительскую звезду (например ее сбили с орбиты гравитационные возмущения от случайно пролетевшей мимо звезды) и отправилась в самостоятельное путешествие в космический вакуум, где пребывает и поныне. Планета характеризуется сильной вулканической активностью (скажем так на уровне Ио). Т.е. фотосинтез невозможен в принципе (ввиду отсутствия Солнца), но зато имеется мощная сырьевая база для хемосинтеза в виде поступающего при регулярных извержениях из недр планеты сероводорода.

Предлагаю обсудить, возможна ли в таких условиях эволюция на хемосинтезе и к чему она может привести? Возможно ли развитие вплоть до разума?

Идею такого альтернативного мира подсказали черные курильщики на дне океанов, подземные биосферы пещеры Освещенного Дома в Мексики и пещеры Аялон в Израиле.

http://lenta.ru/news/2006/06/01/cave/ - "Пещера совершенно изолирована от внешнего мира и просуществовала в таком состоянии около пяти миллионов лет,..Здесь ученые обнаружили восемь прежде неизвестных науке животных - четыре пресноводных и морских ракообразных и четыре сухопутных вида. Они имеют определенное родство с известными видами, но сильно отличаются от них, что уже подтверждено генетической экспертизой. В пещере также нашли новый вид бактерий, которые служат низшим звеном в пищевой цепочке существующей на протяжении миллионов лет экосистемы. У всех найденных животных отсутствуют глаза. По мнению ученых, это говорит о том, что эволюция обитателей пещеры происходила своим собственным путем."

http://www.nkj.ru/ar.../articles/9084/ - "В пещере идут и микробиологические процессы. Здесь живут бактерии, окисляющие сероводород и получающие таким образом необходимую им энергию. Побочный продукт этого процесса — опять-таки серная кислота. Анализ показал, что слизистые сталактиты состоят из десятков видов бактерий со склеенными их слизью кристаллами слизи и гипса. Кроме того, в этой слизи живут мелкие клещи и черви, питающиеся бактериями. На стенах, также покрытых слизью, живут личинки мошек. Этих насекомых так много в воздухе пещеры, что их гудение напоминает громкую песню цикад. Но в пещере есть и более высокоразвитые животные. В мутной воде ручья, текущего по дну пещеры, масса мелкой рыбешки. Непонятно, как она выносит жизнь в растворе серной кислоты. Питается эта рыба, родственница известных аквариумистам гуппи и моллинезии, бактериями и личинками мошек."

Изменено 25 Feb 2014 пользователем странник

[sanitareugen]

Откуда кислород берётся?

[странник]

Откуда кислород берётся?

Существа пещеры Аялон вообще были изолированы от атмосферы и ничего жили. Значит откуда-то он берется.

[Наполускр]

Появление и развитие жизни возможно. Эволюции будет труднее, каждый курильщик своих накурит. Взаимодействие по всей поверхности будет затруднено или невозможно. Т.к.холодно и шастать от вулкана к вулкану - сопли в носу замерзнут.

[странник]

Появление и развитие жизни возможно. Эволюции будет труднее, каждый курильщик своих накурит. Взаимодействие по всей поверхности будет затруднено или невозможно. Т.к.холодно и шастать от вулкана к вулкану - сопли в носу замерзнут.

Предполагается, что курильщиков очень много (как вулканов на спутнике Юпитера Ио) и они раскиданы равномерно и довольно плотно по поверхности.

Кстати тут подвопрос. Возможна ли атмосфера чисто на тепле и газах вулканов без тепла Солнца?

[Наполускр]

Не думаю. Тепло будет улетать. а чтоб поддержать надо так эти прыщы раскочегарить, что все пожарица.

И с плотностью размешения та же сложнасть.

Тогда накрывайте коркой сверху. Лед например. И вот в воде...подогретой...

[sanitareugen]

Откуда кислород берётся?

Существа пещеры Аялон вообще были изолированы от атмосферы и ничего жили. Значит откуда-то он берется.

"От атмосферы" - это журнализм. В пещеру проникли обычным спелеологическим способом, через естественные проходы. Стало быть, и воздух проходил. Не было бы пополнения кислородом - его бы выели, в ходе окисления серы, а восстанавливать из сернистых окислов нечем, нет энергии. В оригинальном сообщении говорится об изолированности от солнечного света и источников воды, причём при внимательном чтении ясно, что второе - имеется в виду, что вода в основном поступает из подземных источников, а не то, что поступления воды сверху через грунт или через проходы в пещерах вовсе нет.

[странник]

Откуда кислород берётся?

Существа пещеры Аялон вообще были изолированы от атмосферы и ничего жили. Значит откуда-то он берется.

"От атмосферы" - это журнализм. В пещеру проникли обычным спелеологическим способом, через естественные проходы. Стало быть, и воздух проходил. Не было бы пополнения кислородом - его бы выели, в ходе окисления серы, а восстанавливать из сернистых окислов нечем, нет энергии. В оригинальном сообщении говорится об изолированности от солнечного света и источников воды, причём при внимательном чтении ясно, что второе - имеется в виду, что вода в основном поступает из подземных источников, а не то, что поступления воды сверху через грунт или через проходы в пещерах вовсе нет.

Из приведенного источника - "Пещера совершенно изолирована от внешнего мира и просуществовала в таком состоянии около пяти миллионов лет, пишет Science Daily. Пещеру позволило обнаружить небольшое отверстие, открывшееся при разработке карьера, принадлежащего компании-производителю цемента."

[sanitareugen]

Просто я нашёл не то, что первопубликацию - ивритом, увы, не владею - но публикацию нашедших пещеру на английском языке.

[Mexanik]

Всё украдено до нас %) Хемосинтез - такая же классика, как кремнийорганическая жизнь.

1) Солнце можно не трогать вообще - достаточно замутить плотные облака а-ля Венера или перенести действие под землю.

2) Через хемосинтез, по идее, можно добывать вообще любое вещество, а сырьё легко сделать частью планетарной геологии.

3) С эффективностью уже возникают проблемы, потому что энергии маловато, но можно подумать над альтернативными вариантами.

Здесь всё зависит от конкретных условий - какие есть минералы, на что способна фауна и флора... Что до разума, то он даже у нас официально появился лишь несколько миллионов лет назад, так что тут уж как карта ляжет.

[AlexOrex]

Кстати тут подвопрос. Возможна ли атмосфера чисто на тепле и газах вулканов без тепла Солнца?

Тепловой поток из недр современной Земли примерно 85 милливатт на кв. метр, что составляет примерно 1/2800 поглощенной солнечной энергии. Внутреннее тепло позволило бы Земле без Солнца сохранить среднюю температуру в корень 4 степени из 2800 раз меньшую - около 20-22 К. Для азотной атмосферы нужна температура раза в 4 повыше, значит тепловой поток из недр нужно увеличить в 250 раз. Можно увеличить и саму планету ).

Изменено 26 Feb 2014 пользователем AlexOrex

[Наполускр]

Или замерзинет или пажарица. Как балан удиржать?

[grigo]

Европа, та что спутник. все размышления о жизни на ней построены вокруг хемосинтеза. Солнечного света нет, тепло возникает от гравитационного воздействия Юпитера.

[Mexanik]

Внутреннее тепло позволило бы Земле без Солнца сохранить среднюю температуру в корень 4 степени из 2800 раз меньшую - около 20-22 К.

Венера стоит в сторонке и смеётся. Парниковый эффект - чертовски мощная штука +)

[Наполускр]

Венера под Солнцем

[странник]

Всё украдено до нас %) Хемосинтез - такая же классика, как кремнийорганическая жизнь.

можно примеры литературных произведений и научных трудов, где рассматривается эволюция на хемосинтезе? Раз это классика, то и материала должно быть дофига.

2) Через хемосинтез, по идее, можно добывать вообще любое вещество, а сырьё легко сделать частью планетарной геологии.

А можете товарищу выше прояснить вопрос с кислородом?

Откуда кислород берётся?

Тогда накрывайте коркой сверху. Лед например. И вот в воде...подогретой...

В воде невозможна металлургия, а мы ведь мечтаем о развитии вплоть до цивилизации...

Изменено 27 Feb 2014 пользователем странник

[Mexanik]

Венера под Солнцем

Меркурий к Солнцу гораздо ближе, но при этом почему-то прохладнее .)

можно примеры литературных произведений и научных трудов, где рассматривается эволюция на хемосинтезе? Раз это классика, то и материала должно быть дофига.

Если честно, сам не читал, но вроде где-то здесь об этом была статья. Щас честно не смог найти - только про подземные поселения~ Там было именно о фауне.

А можете товарищу выше прояснить вопрос с кислородом?

Например, расщепление какого-то оксидного минерала или вроде того. Я в химии не очень, но вроде бы этого вещества в природе довольно много и высвобождать его можно кучей разных способов. А ещё лорициферы :В

В воде невозможна металлургия, а мы ведь мечтаем о развитии вплоть до цивилизации...

Вот только не надо говорить, что цивилизация началась сразу с бронзового века! На первое время более чем хватит каменных и органических материалов =) Плюс, если дело происходит под водой, её можно насытить металлами и придумать гальванопластику.

[sanitareugen]

Расщепление оксидов - реакция вполне реальная. Но, как правило, эндотермическая. Нужен приток энергии. И не уровня "подогрев приливными силами". А с залежами бертолетовой соли как-то в нашем мире плохо...

Кислорода надо грамм на грамм глюкозы, для жиров примерно вдвое больше. У серы теплота сгорания почти вчетверо ниже, чем у углерода, правда, и молекулярная масса почти вдвое выше, так что на единицу энергии кислорода уйдёт лишь вдвое больше. Впрочем, дальше буду считать для углеродного обмена, это будет "оценка снизу".

В покое человек потребляет 250 мл кислорода в минуту, при сильной нагрузке до 4000 мл/мин.

Беря грубо литр в минуту, получим, что жизнь в составе миллиарда особей, примерно равных человеку в плане потребления кислорода (не обязательно разумных, это могут быть и звери) имеющуюся у Земли атмосферу "выдышит" примерно за 1250 лет.

[Mexanik]

А с залежами бертолетовой соли как-то в нашем мире плохо...

Это как раз из тех проблем, которые можно легко решить, перенеся действие в другую реальность =)

Кислорода надо грамм на грамм глюкозы, для жиров примерно вдвое больше. У серы теплота сгорания почти вчетверо ниже, чем у углерода, правда, и молекулярная масса почти вдвое выше, так что на единицу энергии кислорода уйдёт лишь вдвое больше.

Хм, а если использование ядерной энергии? Мех слышал, что какие-то бактерии это умеют.

[letbur]

Хотел сказать по поводу температуры. Выброшенная планета наверняка постепенно приобретет очень плотную атмосферу из водорода, которая не даст ей охладится. Прикол в том, что водород не прозрачен для инфракрасного излучения. С земли водород улетел, так как его сдуло солнце, но у одинокой планеты солнца нет, и ничего не мешает накоплению водорода.

Сход планеты, вероятно, произойдет от возмущения от других планет, в нашей системе довольно много объектов, которые дальше от солнца, чем были при формировании. Выбрасывание планеты должно быть вполне обыденным явлением.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D1%81%D0%B8%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B0

Изменено 4 Mar 2014 пользователем letbur

[sanitareugen]

Хм, а если использование ядерной энергии? Мех слышал, что какие-то бактерии это умеют.

Пока доказано, что они там выживают, а не то, что используют.

[sanitareugen]

Хотел сказать по поводу температуры. Выброшенная планета наверняка постепенно приобретет очень плотную атмосферу из водорода, которая не даст ей охладится. Прикол в том, что водород не прозрачен для инфракрасного излучения. С земли водород улетел, так как его сдуло солнце, но у одинокой планеты солнца нет, и ничего не мешает накоплению водорода.

Сход планеты, вероятно, произойдет от возмущения от других планет, в нашей системе довольно много объектов, которые дальше от солнца, чем были при формировании. Выбрасывание планеты должно быть вполне обыденным явлением.

http://ru.wikipedia..../Планета-сирота

Мнэээ... Есть три механизма теплопередачи. Конвекция, кондукция, радиация. Даже если водородная атмосфера в целом будет совершенно непроницаема для ИК-диапазона, тепло будет подыматься вверх, где и излучаться. То есть остывание замедлится, но не прекратится.

[letbur]

Конвекция, кондукция, радиация. Даже если водородная атмосфера в целом будет совершенно непроницаема для ИК-диапазона, тепло будет подыматься вверх, где и излучаться. То есть остывание замедлится, но не прекратится.

А не нужно, чтобы оно прекращалось. Чтобы жизнь была возможна, надо чтобы куда-то девалась энтропия. Недра греют, космос охлаждает, и что-то интересное происходит между ними. Но нас в данном случае интересует, чтобы была жидкая вода подо льдом.

http://kosmit.jimdo.com/%D1%8D%D0%BA%D0%B7%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%82%D1%8B/%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%82%D1%8B-%D0%B1%D0%B5%D0%B7-%D0%B7%D0%B2%D0%B5%D0%B7%D0%B4/

Выводы, к которым пришли ученые, весьма любопытны. Оказывается, для того, чтобы земные океаны и моря не промерзли до дна, планета должна быть примерно в 3,5 раза массивнее Земли. Если же планета-бродяга имеет в 10 раз больший объем воды или тонкую криоатмосферу, то масса планеты может составлять всего 0,3 массы Земли.

[Mexanik]

Пока доказано, что они там выживают, а не то, что используют.

Там было сказано, что именно используют - хотя подробностей я так и не нашёл.

И каверзный вопрос, который я планировал задать ещё несколько дней назад, но по известной причине не смог: а так ли важно оставлять этот мир без света? %) В конце концов, фотосинтез можно ограничить и другими методами.

[странник]

Какими?