Обитаемость систем коричневых карликов

[bob]

Тоже трудно там будет жизни. Приливы, крайне сложная смена времён года (за счёт вращения вокруг звезды и КК одновременно), дня и ночи (затмение КК и кольцами), радиационные пояса похлеще, чем вокруг Юпитера.

[Пенелопа]

[tr]Позволю себе ответить вместо Bob`а.
Изначально речь шла о возможности существования обитаемых планет рядом с коричневыми карликами (отсюда и название темы). Опираясь на ряд аналогий (главной из которых было наличие развитых регулярных систем спутников у планет-гигантов Солнечной системы), участники дискуссии пришли к выводу, что такие обитаемые планеты возможны. Но жизнь на них по своим формам и свойствам должна резко отличаться от земной. А именно, базироваться главным образом в океанах (возможно, подледных) и добывать энергию путем хемосинтеза из подводных фумарол (как вариант – найти способ перерабатывать и утилизовывать ИК-излучение коричневого карлика).[/tr]

Я бы не назвала это обсуждение. Выдвигались идеи на тему стабильности орбиты и отсутсвия фотосинтеза. Но дискуссий то не было. Идея без обсуждений это не дискуссия. Кроме того не обсуждались ВСЕ  факторы вместе
А ведь вопрос куда важнее, чем обсуждение спектра. На земле существует лишь несколько видов бактерий в чьих энергоцепочках нет фотосинтеза. Отсальная жизнь зависит от энергии Солнца.
Но излучения карлика намного меньше.  Значит планета должна быть

1 Иметь достаточно энергии для существования организмов сложнее бактерий.
2 Планета иметь  достаточно устойчивую орбиту.
3  Иметь  атмосферу.
4 Там должно быть тепло . Так тепло, что бы была жидкость на основе которой сушествует жизнь.
Пусть даже не вода. 
Без пунктов 1-3 жизнь ограничится бактериями. Без жидкости живое вообразить нельзя. Обмен в твердом и газаобразном теле куда сложнее. И ограниченне.
Но тогда пункты 1, 3 и 4 вступят в противоречие с пунктом 2.
Думаю, что если не разрешить это пртиворечие придется ограничится бактериями.

[vika vorobyeva]

Да, с радиацией там и правда будет тяжело... впрочем, и рядом с одиночным коричневым карликом не легче. Для жизни тут варианта три:
1. зарыться поглубже (в результате – тот же океан с глубоководными биоценозами),
2. наличие у обитаемого спутника своей магнитосферы (и красивые полярные сияния каждую ночь),
3. адаптация местной жизни к высокому уровню радиации (жизнь на Земле не только приспособилась к ядовитому и химически агрессивному свободному кислороду, но и включила его в свой метаболизм).
Кстати, сложной смены времен года не будет. Все сравнительно близкие спутники коричневого карлика будут захвачены им в резонанс 1:1 (орбитальный период равен периоду вращения) и будут повернуты к нему одной и той же стороной. Солнце и звезды в небе такого спутника будут двигаться так же, как и в небе Земли, но дополнительно к ним в небе будет неподвижно висеть огромный диск коричневого карлика – похожий на Юпитер своим освещенным полушарием и тускло-багровый, в лентах черных облаков, в тени. Это в одном полушарии спутника, а в другом – обычное звездное небо, восходы и закаты Солнца, и несколько крупных лун в разных фазах
В полушарии, обращенном к КК, будет систематически жарче, чем в противоположном. Ночами он будет ярко освещать обращенное к нему полушарие отраженным светом звезды и своим собственным ИК-излучением. Я не зря сказала, что КК должен летать по внешнему краю обитаемой зоны
Плоскость орбит спутников, скорее всего, будет перпендикулярна оси вращения КК (это так для всех регулярных спутников планет-гигантов Солнечной системы, включая Уран). Но сама ось вращения КК может быть и не перпендикулярна плоскости его орбиты вокруг звезды. Именно эта картина наблюдается в системе Сатурна. В этом случае в периоды около равноденствий будет наблюдаться эффектнейшая картина затмений Солнца коричневым карликом. Если ось вращения КК будет наклонена слабо (как у Юпитера), смены времен года не будет, и затмения Солнца будут происходить каждый день.

[vika vorobyeva]

На земле существует лишь несколько видов бактерий в чьих энергоцепочках нет фотосинтеза. Отсальная жизнь зависит от энергии Солнца.

Это не так. На Земле существуют развитые глубоководные биоценозы вокруг т.н. «черных курильщиков», которые базируются на энергии хемосинтеза. Основой пищевых цепочек там являются хемосинтезирующие бактерии, которыми питаются микроскопические креветки, теми – рыбы, и т.д. Это очень грубая схема, конечно. Но пример таких экосистем показывает, что жизнь может прекрасно развиваться и безо всякого фотосинтеза, в мире, куда никогда не попадают лучи Солнца.

[bob]

Я бы не назвала это обсуждением. Выдвигались идеи на тему стабильности орбиты и отсутсвия фотосинтеза. Но дискуссий то не было. Идея без обсуждений это не дискуссия.

Ув. Пенелопа, в любой дискуссии бывают участки, когда один человек продолжает мысль другого без спора. В данном случае никто ничего особенно неправильного не говорил (тема фантастична, не в чем ошибаться). Поэтому спорные участки крайне редки, спор вял и малозаметен.

[bob]

На земле существует лишь несколько видов бактерий в чьих энергоцепочках нет фотосинтеза. Отсальная жизнь зависит от энергии Солнца.

Это не так. На Земле существуют развитые глубоководные биоценозы вокруг т.н. «черных курильщиков», которые базируются на энергии хемосинтеза. Основой пищевых цепочек там являются хемосинтезирующие бактерии, которыми питаются микроскопические креветки, теми – рыбы, и т.д. Это очень грубая схема, конечно. Но пример таких экосистем показывает, что жизнь может прекрасно развиваться и безо всякого фотосинтеза, в мире, куда никогда не попадают лучи Солнца.

Хемосинтез является основой, но из базы пищевой цепи там не смогли произойти все рыбы и креветки. Они - плод фотосинтетической жизни, а хемосинтетическую используют как корм. Впрочем, нам неизвестно, к чему бы приведа хемоэволюция, если бы фотоэволюция её банально не сожрала

[vika vorobyeva]

Хемосинтез является основой, но из базы пищевой цепи там не смогли произойти все рыбы и креветки. Они - плод фотосинтетической жизни, а хемосинтетическую используют как корм.

Есть еще такие странные создания, как вестиментиферы (если я правильно помню их название) - плод эволюции именно хемосинтезирующей жизни. Нигде в другом месте они не водятся, только там

[bob]

Не знал, интересно

[Seslav]

Есть еще такие странные создания, как вестиментиферы (если я правильно помню их название) - плод эволюции именно хемосинтезирующей жизни. Нигде в другом месте они не водятся, только там

Вика, очень интересно, можете рассказать, что представляют из себя эти существа?

Вообще, интересны также возможности хемосинтеза - мог ли он привести к дальнейшей эволюции, вроде появления многоклеточных и полового размножения?

[vika vorobyeva]

Вика, очень интересно, можете рассказать, что представляют из себя эти существа?

К сожалению, я знаю про них очень мало
Слышала, что они водятся только на большой глубине рядом с "черными курильщиками", что выглядят как черви 1-2 метра в длину, но при этом сложно и необычно устроены. Чем питаются и как размножаются - не знаю, возможно, что и половым путем.

Может ли эволюция хемосинтезирующих организмов привести к чему-то сложному? А почему нет? Чем хемосинтез принципиально хуже фотосинтеза? Просто нашей планете (и земной биосфере) повезло: у нас есть стабильный и практически вечный источник энергии - солнечный свет. Если бы не это обстоятельство, эволюция наверняка бы привела к развитию сложных хемосинтезирующих организмов, возможно, основанных на симбиозе с соответствующими бактериями (подобно организмам термитов, способных усваивать клетчатку из-за симбиоза с разлагающими ее микроорганизмами).

[zverolovlev]

http://www.nature.ru/db/msg.html?mid=1157662&s=110300080

Люблю биологию не меньше чем астрономию 

[bob]

Уважаемая Вика, а их второе название не "фораминиферы"?

[vika vorobyeva]

Люблю биологию не меньше чем астрономию 

Спасибо огромное за эту ссылку! Прочитала с большим интересом.
Век живи - век учись

Уважаемая Вика, а их второе название не "фораминиферы"?

Не знаю, если честно. Я вообще в биологии не очень

[bob]

Насколькоя смутно вспоминаю, они открыты с нашего "Витязя". Это вызвало большой переполох среди биологов всего мира. Но я не знал, что они сами тоже хемосинтетики. Я думал, они ими только питаются.

[Seslav]

zverolovlev, спасибо за интересную ссылку!
Но вот вопрос: энергию, необходимую для синтеза органических веществ, бактерии получают за счет окисления сероводорода и некоторых других веществ. То есть, косвенно данный биоценоз все равно обязан своим существованием фотосинтезу.
Возможна ли вообще биосфера, в которой отсутствует фотосинтез, и которая способна при этом к эволюции, т е к развитию высокоразвитой жизни?

[Olweg]

Кстати да, каким образом происходит это окисление - с участием свободного кислорода или как-то без? Характерно, что в этих оазисах жизни очень много реликтовых форм, в других местах уже давно вымерших. То есть эволюция не очень-то продвигается.

[Пенелопа]

А у меня еще вопросы - на Земле довольно тепло, что связано как с солнечной энергий, так и с парниковым эффектом, без парниковых газов температура была бы градусов на 30  меньше. Так,ч то на холодной планете нужно еще больше энергии. Хватит ли хемиосинтеза для этого?

[vika vorobyeva]

Так,что на холодной планете нужно еще больше энергии. Хватит ли хемиосинтеза для этого?

На Ио, спутнике Юпитера, температура поверхности в полдень в районе экватора около –100^oС, у полюсов еще на 50^oС ниже. При этом температура извергаемой лавы превышает 1000К (700^oС), существуют настоящие лавовые озера. Значит, важен не столько обогрев планеты непосредственно солнечным светом, сколько общий тепловой баланс.
Легко можно представить себе планету, имеющую жидкий океан под толстым (многокилометровым) слоем льда. Внешняя температура такой планеты вообще не играет никакой роли, она может быть и близка к абсолютному нулю. Подледный океан будет подогреваться и поддерживаться в жидком состоянии более или менее многочисленными подводными вулканами и фумаролами, извергающими горячий рассол из недр. Химические вещества, извергаемые фумаролами, могут служить пищей бактериям, являющимся основанием пищевой пирамиды (аналог фитопланктона в земных океанах). Все прочие организмы могут питаться этими бактериями и быть обычными гетеротрофами.
Жизнь на такой планете будет существовать до тех пор, пока на ней есть действующие вулканы или хотя бы какая-то гидротермальная активность.

[bob]

http://www.nature.ru/db/msg.html?mid=1157662&s=110300080
Люблю биологию не меньше чем астрономию 

Да, зело знатно. Не знал. Но видите - погонофоры всё равно произошли от "фотосинтетической жизни". Они не родились от этих бактерий-хемосинтетиков, которые в них живут. Они их просто однажды употребили на обед, и решили, что это хорошо, так как обедать больше не надо.

[Seslav]

Но видите - погонофоры всё равно произошли от "фотосинтетической жизни". Они не родились от этих бактерий-хемосинтетиков, которые в них живут. Они их просто однажды употребили на обед, и решили, что это хорошо, так как обедать больше не надо.

Да, в том то и дело, что хемосинтетики не продвинулись пока дальше бактерий. Вопрос к биологам: существуют ли хемосинтетики-эукариоты и возможна ли их дальнейшая эволюция, в сторону многоклеточных? И могут ли они жить на планете (если есть подходящие химические условия), где отстутствует фотосинтетическая жизнь?