Strahlungsgürtel.

https://astronomy.com/magazine/ask-astro/2020/02/what-is-the-source-of-jupiters-radiation

Alle geladenen Teilchen im Raum um Jupiter werden dem starken Magnetfeld des Planeten ausgesetzt und auf hohe Energien beschleunigt. Diese negativ geladenen Elektronen und positiv geladenen Ionen aus Wasserstoff (dh Protonen), Sauerstoff und Schwefel bilden Jupiters Strahlungsgürtel ... Die dominierende Teilchenquelle ist jedoch der Vulkanmond Io, der eine Tonne Schwefeldioxidgas pro Sekunde abgibt in den Weltraum, wo die Moleküle aufgebrochen und ionisiert werden. Diese Prozesse rund um den Mond treiben Millionen-Ampere-Ströme zwischen Io und Jupiters Ionosphäre an, wo sie intensive Polarlichter auf dem Planeten anregen.

Die stärksten Flüsse energiereicher Teilchen befinden sich am nächsten zum Planeten, wo sie einen ringförmigen Gürtel um den Äquator bilden (der Radioemissionen verursacht, die Astronomen seit den 1960er Jahren von der Erde aus gemessen haben) ...

Es ist Jupiters Kombination aus einem starken Magnetfeld, der erstaunlichen Quelle von Io und der magnetischen Kopplung geladener Teilchen an die schnelle (10-stündige) Drehung des Planeten, die die intensive Strahlung antreibt. Die Strahlungsgürtel der Erde (benannt nach James Van Allen, der sie 1958 mit dem ersten Satelliten der USA entdeckte) sind viel schwächer.

Euer Planet hat ein sehr starkes Magnetfeld und einer seiner Monde spielt die Rolle von Io, indem er Partikel abwirft, die auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Sich schnell bewegende Partikel sind in Bezug auf biologische Schäden das Äquivalent zu elektromagnetischer Strahlung.

Eure Leute erkennen nicht, dass diese Gürtel existieren und tauchen auf und unter die Planetenoberfläche ein, weil der Gürtel nicht homogen ist – er bewegt sich mit den Monden, mit Ebbe und Flut. Darüber hinaus könnte eine auf kurzwellige Strahlung wie Röntgen- und Gammastrahlen abgestimmte Detektionsmethode sich schnell bewegende große Schwefel- und Eisenionen vollständig übersehen.

Was die Aussicht auf Leben ohne Beeinträchtigung durch Partikelstrahlung betrifft, warum nicht? Man könnte sich vorstellen, dass das Leben auf der Erde für solche Dinge beständig ist. Eine einfache Methode: Wenn Strahlung zufällige Veränderungen in einem Genom vornimmt, könnten Sie mehrere Kopien des Genoms haben und sie häufig miteinander vergleichen und entsprechend dem Konsens für ein bestimmtes Gen korrigieren.

Wir haben Beispiele für Leben, das sich entwickelt hat, um in einer feindlichen Umgebung zu gedeihen. Deinococcus radiodurans ist berühmt dafür, Strahlung zu tolerieren

Deinococcus radiodurans ist ein extremophiles Bakterium und einer der strahlenresistentesten bekannten Organismen. Es kann Kälte, Dehydration, Vakuum und Säure überleben und ist daher als Polyextremophil bekannt. Es wurde im Guinness-Buch der Rekorde als das härteste bekannte Bakterium der Welt aufgeführt.

D. radiodurans kann einer akuten Dosis von 5.000 Gray (Gy) oder 500.000 Rad ionisierender Strahlung fast ohne Verlust der Lebensfähigkeit und einer akuten Dosis von 15.000 Gy mit 37 % Lebensfähigkeit standhalten. Es wird geschätzt, dass eine Dosis von 5.000 Gy mehrere hundert Doppelstrangbrüche (DSBs) in die DNA des Organismus einführt (~0,005 DSB/Gy/Mbp (haploides Genom)). Zum Vergleich: Eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs oder eine Apollo-Mission erfordert etwa 1 mGy, 5 Gy können einen Menschen töten, 200-800 Gy töten E. coli und mehr als 4.000 Gy töten das strahlenresistente Bärtierchen.

Es ist nicht weit hergeholt zu glauben, dass sich bei entsprechendem Umweltdruck komplexes Leben mit einem ähnlichen Widerstand entwickeln könnte. Schließlich hat sich das komplexe Leben so entwickelt, dass es Sauerstoff toleriert, was auch ein unangenehmer Umweltfaktor ist.

In Bezug auf Ihr Grundstück ist jedoch ein Geigerzähler ausreichend, um die Umgebungsstrahlung zu messen. Es klingt sehr naiv, auf einem Planeten von Bord zu gehen, ohne die Hintergrundstrahlung zu messen.

Ramsar, Mazandaran

ist eine Stadt im Iran, die für ihre Hintergrundstrahlung bekannt ist, die das 80-fache des akzeptablen Niveaus aus künstlichen Quellen beträgt. Es gibt Radium im Grundwasser und Radongas, das in die Luft aufsteigt. Dennoch gibt es ein Rätsel, da immer wieder Berichte eintreffen, dass die Krebsrate nicht erhöht ist. Siehe Wikipedia für eine Beschreibung. Eine führende Erklärung ist eine verrückte Theorie* namens „Strahlungshormesis“, die im Wesentlichen besagt, dass Sie durch Strahlung eine innere Bräune bekommen können. Beachten Sie, dass dies heftig mit Regierungsratschlägen der USA kollidiert , obwohl dies kaum garantiert, dass es falsch ist. Ein Artikel in einer iranischen Zeitschrift aus dem Jahr 2019 schlug sogar vor, die Bewohner als gute Marskolonisten zu betrachten. Es gibteine begrenzte Menge an laufender Forschung , aber es scheint nicht sehr aufschlussreich zu sein.

Manchmal – oft – greift die Biologie einfach wie ein Maultier ein und weist alle Bitten an Logik und Vernunft zurück.

• Dieser Kosename verwirrte einige Leser. Bitte beachten Sie, dass sich "Crack-Pot-Theorien" in der Biologie öfter als erwartet als wahr erweisen. Nun, erst neulich haben wir herausgefunden, dass Menschen eine HIV-ähnliche Polymerase tragen, um RNA in DNA umzuwandeln , was bedeutet, dass der Lamarckismus wieder auf der Speisekarte stehen könnte. Man weiß nie!

Erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Fehlern in genetischen Informationen

Eines der größten Probleme, das durch Strahlung für den Menschen verursacht wird, ist die Schädigung der DNA unserer Zellen, die zu The Hallmarks of Cancer führt . Kurz gesagt, wenn die richtige Kombination von Schäden an der DNA einer Zelle auftritt, führt dies dazu, dass sich diese Zelle endlos reproduziert, wodurch die defekte DNA kopiert wird – das Problem ist die Selbstzusammensetzung.

Unsere Zellen verfügen über Mechanismen zum Schutz vor DNA-Schäden durch Korrekturlesen und Reparatur . Wie die Beispiele der Khan-Akademie zeigen, beruhen diese Reparaturen weitgehend auf der Tatsache, dass jeder der beiden DNA-Stränge mit dem anderen identisch ist. Der Wikipedia-Artikel über DNA-Replikation stellt fest:

Die Paarung komplementärer Basen in der DNA (durch Wasserstoffbrückenbindung) bedeutet, dass die in jedem Strang enthaltenen Informationen redundant sind.

Darüber hinaus wird jeder Strang als Matrize während der DNA-Replikation verwendet, wie hier gezeigt [ 1 ]:

Diese einzige Redundanz macht es unserer DNA möglich, so widerstandsfähig gegen Schäden zu sein. Vergleichen Sie die Doppelhelix in der DNA mit der einzelsträngigen RNA, die für kurzlebige Informationen in unseren Zellen verwendet wird [ 2 ]:

Daher hat RNA keine Redundanz und ist viel anfälliger für Schäden. Aus diesem Grund werden die genetischen Informationen komplexer Organismen mit DNA statt mit RNA verschlüsselt: Die Informationen sind viel besser vor Verfälschung geschützt.

Beachten Sie, wie wichtig Basenpaare sowohl für die DNA-Replikation als auch für Reparaturprozesse sind. Sowohl die DNA-Replikation als auch die Reparatur beruhen vollständig auf der Tatsache, dass die einzig möglichen DNA- Nukleobasenpaarungen AT und CG sind .

Nun, Sie könnten sich vorstellen, dass die Biologie Ihres fiktiven Planeten eine DNA-ähnliche Struktur verwendet. Anstatt jedoch Nukleoside zu verwenden, die Basenpaare ermöglichen , könnte es fremde Nukleoside geben, die nur als Basentripel binden können , sodass Sie anstelle von AT und CG möglicherweise ABC und XYZ haben . Dies würde zu einem Molekül mit 3 Strängen anstelle der 2 Stränge führen, die in der DNA zu sehen sind. Anstatt also nur die einfache Redundanz des Menschen zu haben, hat die genetische Information eurer Lebensformen eine doppelteRedundanz, wodurch es weitaus widerstandsfähiger gegen strahlungsinduzierte Mutationen ist, die Krebs verursachen. Dies würde auch die biologischen Mechanismen, die das Leben Ihres fiktiven Planeten vor Strahlung schützen, mit dem Leben auf der Erde unvereinbar machen.

Beachten Sie auch, dass, da jeder Strang in der DNA eine Sequenz von 4 Nukleotiden ist, dies ein Basis-4-Informationsspeicherschema ist, das dem Basis-2-System aus Einsen und Nullen, das in unseren Computern verwendet wird, sehr ähnlich ist. Sie könnten biologische Mechanismen hinzufügen, die als Analoga zu realen, vom Menschen entwickelten Fehlererkennungs- und Korrekturtechniken dienen . Auch hier würden solche Mechanismen vor den schädlichsten Langzeitwirkungen von Strahlung schützen.

Randnotiz

Als jemand, der in der Weltraumwissenschaft tätig ist: Strahlung ist immer ein großes Problem, auch bei Robotermissionen. Ich würde es für äußerst unrealistisch halten, dass Raumfahrer die Strahlung des Wirtssterns eines Planeten nicht wahrnehmen. Vielleicht möchten Sie sich über diesen Bereich Gedanken machen.

Sie haben speziell nach "radioaktiv feindlich" gefragt, aber falls Sie nur "langfristig sehr ungesund" gemeint haben - die Strahlung auf der Oberfläche könnte viel höher sein als auf der Erde (z. B. wie Mars) aus kosmischen Quellen, entweder aufgrund der stellaren Nachbarschaft oder zu einem schwächeren Magnetfeld (wiederum wie Mars). Als absoluter Nicht-Experte für diese Art von Biologie kann ich annehmen, dass sich das einheimische Leben daran angepasst hat, ähnlich wie die in anderen Antworten erwähnten Erdorganismen.

Außerhalb der „Strahlung“ gibt es eine Vielzahl von Spurenelementen, die im Boden und damit auch als Staub in der Luft vorhanden sein können und für den Menschen langfristig toxisch oder krebserregend sind, z. B. Arsen (As), Cadmium (Cd), Chrom (Cr) und Nickel (Ni). Asbest ist auch eine natürlich vorkommende Verunreinigung in verschiedenen Mineralien: Vermiculit und Taconit sind bekannte Beispiele.

Hier ist eine ganz andere Form der Feindseligkeit: Es erscheint aufgrund neuerer Forschung ziemlich plausibel, dass Leben aus einem anderen Satz von Aminosäuren aufgebaut werden kann als das Leben auf der Erde. Und wenn es sein kann, wird es wahrscheinlich auf anderen Planeten sein. Wenn Ihre Kolonisten einheimisches Leben als Nahrung verwenden, werden sie daher schnell oder langsam einen Aminosäuremangel entwickeln, es sei denn, sie ergänzen die essentiellen Aminosäuren der Erde, die fehlen. Ich spekuliere, dass einige nicht-irdische Aminosäuren sogar aktiv toxisch sein könnten, aber das ist nur eine Vermutung.

Ein letzter Kommentar: Wenn Sie nicht möchten, dass sich Ihre Geschichte wie ein Rückfall in die 1950er oder 60er Jahre anfühlt, gehen Sie davon aus, dass, wenn Menschen einen extrasolaren Planeten kolonisieren können, ihre Wissenschaft und Technologie weiter fortgeschritten ist als unsere, und sie die Physik verstehen werden, Chemie, Biologie und Medizin besser als wir. Sofern sie nicht einen radikalen Zivilisationsverlust erlitten haben (trotz interstellarer Reisen), werden sie NICHT von diesen Umweltproblemen wie Strahlung, giftigen Metallen oder Aminosäuredefiziten überrascht, genauso wenig wie es ein Team von Navy SEALs tun würde in der Wüste verirren. Ihre Satelliten oder Lander oder Smartphones oder Körpererweiterungen werden ihnen alles darüber erzählt haben.