Жизнь на хемосинтезе

[Скеп-тик]

Непонятно, чем плох кислород. Концентрацию 0,01%  природа обеспечивает сама по себе, без всякой жизни, даже в вулканических газах. Ведь радуемся буйству жизни фотосинтетиков, процветающих при 0,03% СО₂ из нашей атмосферы.
С другой стороны, высокоразвитую жизнь на хемосинтезе представить трудно. Это какую транспортную систему нужно создать для дыхания тяжелыми нелетучими соединениями! Этакий завод "Биосинтез" из Уфы модель 1 к 1.

[Erandir]

Ну, топикстартер хотел тёмную биосферу, когда фотосинтез не идёт по условию задачи

Это какую транспортную систему нужно создать для дыхания тяжелыми нелетучими соединениями!

А почему нелетучими? В водной среде достаточно, что бы интересующие вещества имели приемлемую растворимость. А в "воздушной" - за хемосинтезом на газах далеко ходить не надо. Восстановление углекислого газа водородом с образованием метана и воды. При этом фиксируем CO₂ и радуемся хемоавтотрофной жизни.
Конечно, к высокоразвитой земной жизни это не относится, но наша биосфера в целом не попадает под условия задачи.

[arduan]

то для дыхания он не обязателен - можно дышать нитратами, сульфатами, перхлоратами и пр. Для микроорганизмов, населявших Землю пару миллиардов лет назад, молекулярный кислород вообще был сильным ядом

аэробное окисление в разы эффективнее, чем анаэробное. Сравните: в процессе анаэробного расщепления одной молекулы глюкозы образуется всего 2 молекулы АТФ, а в результате аэробного распада молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ! Для сложных организмов с высокой скоростью и интенсивностью обменных процессов анаэробного дыхания просто не хватит для поддержания жизни - так электронная игрушка, которой для работы требуется 3-4 батарейки, просто не включится, если в нее вставить только одну батарейку.

http://allforchildren.ru/why/why1-28.php

[Erandir]

равните: в процессе анаэробного расщепления одной молекулы глюкозы образуется всего 2 молекулы АТФ, а в результате аэробного распада молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ!

Так а при чём тут гликолиз к хемосинтезу? Не всякий же анаэробный энергетический обмен - хемосинтез. При молочнокислом брожении происходит что? Раз речь за 2 АТФ. Перестройка углеродного скелета, отщеплённый водород и электроны возвращаются на фрагменты исходной органической молекулы. Понятное дело, что энергетический выход тут невелик. До этого же речь шла о намного более эффективных типах энергетического обмена.

[Константин ВАРБ]

аэробное окисление в разы эффективнее, чем анаэробное. Сравните:

Ну вы не то сравниваете.
Депонирование активного компонента (в данном случае О2) тут не причём.
Корректней сравнивать белого и бурого медведей.

На Земле тюлени, белые медведи, пингвины, морские львы являются трофической вершиной хемосинтетиков.

Интересен ваш предыдущий вопрос, но нет времени

[вячеслав27]

Реализуется популярный научно-публицистический ужастик: наша биосфера депонировала все основные элементы в осадочные породы: известняк, серу, селитру, кремний, перхлораты. Наши граниты - базальты изъедены, океаны ушли глубоко под землю, а их поверхность покрыта толстым слоем нефти. Ну и т.д. и .т.п.
В сущности я не вижу принципиального, не формального, а системного родства такой жизни с тем что подразумевается под хемосинтезом: скорее это будет некий фотосинтез в квадрате "химосинтез" адаптированный в биохимические циклы.

Спасибо за идею.
На самом деле я разрываюсь между 2 вариантами: жизнь изначально возникла на поверхности, но потом из-за неблагоприятных условий вынуждена была уйти в пещеры и моря, а на поверхности либо слишком холодно (звезда погасла) либо слишком жарко (звезда расширилась в конце своей жизни) или жизнь изначально появилась на основе хемосинтеза и изначально жила под землей в пещерах и подземных океанах.

[вячеслав27]

Ну, топикстартер хотел тёмную биосферу, когда фотосинтез не идёт по условию задачи

Да по условиям задачи фотосинтез невозможен в принципе. Почему невозможен - это уже детали. Либо на поверхности слишком холодно (типа Плутона), либо слишком жарко (планета ближе Меркурия скажем). Но в любом случае у жизни есть только хемосинтез.

[arduan]

На Земле тюлени, белые медведи, пингвины, морские львы являются трофической вершиной хемосинтетиков.

Правильно.Потому.что дышат кислородом.а не окисляют что-либо в пещерах.

[OratorFree]

с высокоценрализованной диффузной нервной системой и интеллектом многократно превышающий человеческий, с возможностями создания высокоразвитой цивилизации.

Технологическая цивилизация на самом деле - это цивилизация огня. Нет огня - нет технологической цивилизации. Огонь это керамика, бронза, стекло, железо, ракетоносители. Не исключено, например, что дельфины имеют "интеллект многократно превышающий человеческий". Но технологическую цивилизацию создали сухопутные гоминиды, а не дельфины. 

[Константин ВАРБ]

Никак не загружается почему-то сообщение N49 от Аскета
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,78933.msg2981906.html#msg2981906

Но выводы можно сделать следующие:
Если на внешних планетах нет своей жизни, то вероятно после всего лишь нескольких исследовательских миссий, земная жизнь в виде таких форм, однозначно появится.

На Земле тюлени, белые медведи, пингвины, морские львы являются трофической вершиной хемосинтетиков.

Правильно.Потому.что дышат кислородом.а не окисляют что-либо в пещерах.

Разговор же не о пещерах, а о вполне активной планете. В принципе нет особой разницы какой активный элемент будет в  лёгком доступе. Вероятно, что до кислорода, им на Земле был аммиак.

Вот представьте, что на планете вполне активно работают хемосинтетики как указывается в ссылке Аскета. Выделяется водород.
Водород же для дыхания как газ, много удобней кислорода - собственно органов дыхания особо даже не требуется.
Какие нибудь простейшие циклы типа рассматривавшихся выше наших анаэробных, для быстрого мощного выделения энергии, там могут состоять в изменении непредельных на предельные углеводороды,  а аналогами нашего кислородного - гидрогенизация по самое не могу. Возможно даже калорийность гидрогенизации тех форм жизни будет выше чем сгорания нашей.

[Константин ВАРБ]

с высокоценрализованной диффузной нервной системой и интеллектом многократно превышающий человеческий, с возможностями создания высокоразвитой цивилизации.

Технологическая цивилизация на самом деле - это цивилизация огня. Нет огня - нет технологической цивилизации. Огонь это керамика, бронза, стекло, железо, ракетоносители.

1. Я там не писал КОСМИЧЕСКОЙ цивилизации. О проблемах самой постановки задачи выхода в космос для такой цивилизации, я писал уже в начале этого года.
Но проблема именно в ПОСТАНОВКЕ такой задачи. Зачем вам огонь когда там электричества, синтетических волокон, тонких материалов - вся биосфера. Лови - не хочу, а щупальцем клей и паяй.
2. "Огонь" уже на следующем технологическом витке будет восприниматься человечеством как культурная и технологическая архаика. Однако лишь с того уровня появляется возможности выхода в космос с тяжёлых планет.  Мы даже со своей планетки пока только прыгаем.

[VimanaPro]

2. "Огонь" уже на следующем технологическом витке будет восприниматься человечеством как культурная и технологическая архаика. Однако лишь с того уровня появляется возможности выхода в космос с тяжёлых планет.  Мы даже со своей планетки пока только прыгаем.

На полном серьёзе:
в том то и дело, что "огонь"  (от химии до управляемого нуклеосинтеза) для выхода в космос, как оказалось, не обязателен

[OratorFree]

2. "Огонь" уже на следующем технологическом витке будет восприниматься человечеством как культурная и технологическая архаика. Однако лишь с того уровня появляется возможности выхода в космос с тяжёлых планет.  Мы даже со своей планетки пока только прыгаем.

На полном серьёзе:
в том то и дело, что "огонь"  (от химии до управляемого нуклеосинтеза) для выхода в космос, как оказалось, не обязателен

Я вас обоих не понял. Вы очень далеко ускакали "мысью по древу". Я лично развитие  цивилизации без огня представить не могу. Пытался - не вышло.

По-поводу клей, волокна. Это та же история, что и олдувай. Два миллиона лет коли камень, а потом вымирание.

[VimanaPro]

Я вас обоих не понял. Вы очень далеко ускакали "мысью по древу". Я лично развитие  цивилизации без огня представить не могу. Пытался - не вышло.

Это не "далеко ускакали", это другое.
Тут, на Форуме есть ОЧЕНЬ интересный пользователь. Человек или управляемый бот - непонятно. Задаёт вопросы. Иногда вопросы тянут на IQ-90 и тогда от них звереешь, иногда вопросы тянут на IQ>170 и тогда поражаешься. Но почти всегда в них отчётливо видно нетрадиционное мышление. Ник-нейм Ly_S https://astronomy.ru/forum/index.php?action=profile;u=51439.
Может у Вас слишком традиционное мышление, отягощённое огромным количеством поглощённой информации ?

[-Asket-]

А.Ф. Топунов, К.В. Шумаев Альтернативная биохимия и распространенность жизни
Проведен анализ возможности существования альтернативных форм жизни с биохимией, использующей в качестве акцепторов электронов не кислород, а другие эффективные окислители (нитрат, сульфат, Fe⁺³). Предложена модель замкнутого биохимического цикла в биосфере с нитратным дыханием. Сделан вывод о возможности более широкого распространения планет с условиями, пригодными для существования живых организмов.

В глубинах ночных океана,
Куда не дотянемся мы,
Из чёрного дна неустанно
Крутые восходят дымы.
Среди закипающей черни,
Рождающей множество руд,
Огромные плоские черви
В горячих рассолах живут.
Едят они серу на ужин,
Вкушая от этих щедрот.
Здоровью их даром не нужен
Полезный для нас кислород.
И в час, когда вспыхнет пожаром
Земная недолгая плоть,
И ядерным смертным ударом
Людей покарает Господь,
И солнце погаснет, и реки
Покроются пепельным льдом,
Они лишь освоят навеки
В наследство доставшийся дом.
И ступят на цепкую лапу,
Что станет позднее ногой, -
Начало другого этапа,
И будущей жизни другой.
А.М. Городницкий

[вячеслав27]

А.Ф. Топунов, К.В. Шумаев Альтернативная биохимия и распространенность жизниПроведен анализ возможности существования альтернативных форм жизни с биохимией, использующей в качестве акцепторов электронов не кислород, а другие эффективные окислители (нитрат, сульфат, Fe+3). Предложена модель замкнутого биохимического цикла в биосфере с нитратным дыханием. Сделан вывод о возможности более широкого распространения планет с условиями, пригодными для существования живых организмов.

отличная ссылка.

[arduan]

отличная ссылка.

Больше путей переноса протонов через мембрану анаэробная ЭТЦ не содержит (в аэробной же их 3), в связи с чем нитратное дыхание по эффективности в расчёте на 1 моль глюкозы составляет лишь 70 % от аэробного. При поступлении в среду молекулярного кислорода бактерии переключаются на обычное дыхание.


(Википедия ,Нитратное дыхание)

[Erandir]

А.Ф. Топунов, К.В. Шумаев Альтернативная биохимия и распространенность жизни

Честно говоря, странная статья. Её суть можно свести к числу строк меньше чем в эпиграфе. Дескать, может быть такая система фотоокисления воды, которая генерирует супероксид и гасит его оксидом азота, нарабатывая нитрат. Такой механизм будет энергетически менее  эффективным, чем с генерацией кислорода, но позволит осуществлять цикл азота на связке нитратный фотосинтез  - нитратное дыхание. И всё тут. Никакой распространённости жизни, никакого дальнейшего анализа предложенного механизма. Даже уравнения на странице 109 с ошибками написаны

Но к заявленной теме статья, к сожалению, прямого отношения не имеет, т.к. предлагаемая в ней биосфера основана на фотосинтезе, только бескислородном и по авторской схеме. А топикстартер хотел хемосинтез в основании пирамиды.

[вячеслав27]

Где-то читал, что биосфера Земли изначально была основана на хемосинтезе и только потом переключилась на фотосинтез. Можно придумать гипотетическую развилку, чтобы она осталась на хемосинтезе.

[Константин ВАРБ]

Можно придумать гипотетическую развилку, чтобы она осталась на хемосинтезе.

Без проблем:
Желательно чуть утяжеляем, например за счёт Венеры.
Обязательно роняем Луну.
Имеем оборот 4-6 часов. (Это даст более мощные течения и т.д.)
Нужно более сильное магнитное поле. (Энергия + ионизация)
Хорошо бы разломы в океане глубже 25 км при земной массе. (частичная вертикальная циркуляция)
Атмосфера в 50-100 атмосфер. Средняя температура океана 50+ Цельсия.
Альбедо 80-95%.

Вкусная для жизни планета. Притом типичная для "зоны обитаемости". Нечто типа того какой надеялись увидеть Венеру до полётов.

Фотосинтез если и будет; решающий вклад вносить не будет.

Будет ли атмосфера кислородной?
Сожрут как буфер аммиак, начнут углекислоту жрать. Как сожрут углекислоту, так за воду возьмутся, тогда кислород и появится
Если уж он так нужен