Kann ich den Kohlenstoffkreislauf verkürzen - durch Metamorphose von Pflanze zu Tier und umgekehrt

Der schwierige Teil herauszufinden ist nicht wie . Der schwierige Teil ist, warum .

Auf der Erde unterscheiden sich Pflanzen und Tiere ziemlich voneinander. Aber es gibt keinen physiologischen Grund, warum man ihre Eigenschaften nicht kombinieren kann. Schließlich besteht der Hauptunterschied zwischen Pflanzen und Tieren darin, dass Pflanzen Chloroplasten haben, die sie für die Photosynthese verwenden. Stecken Sie einige Chloroplasten in ein Tier und geben Sie ihm die notwendigen zellulären Mechanismen, um sie zu unterstützen, und das Tier kann auch Photosynthese betreiben.

Der Grund, warum Pflanzen und Tiere getrennte Königreiche sind, liegt darin, dass die Gewinnung von Energie aus der Sonne und die Gewinnung von Energie aus der Nahrung zwei sehr unterschiedliche Lebensstile sind. Am wichtigsten ist, dass die Photosynthese nicht viel Energie liefert, und der beste Weg, mehr Energie durch Photosynthese zu gewinnen, besteht darin, nach außen (wodurch mehr Oberfläche der Sonne ausgesetzt wird) und nach oben (über andere konkurrierende Pflanzen hinauszuwachsen) zu wachsen – beides wird Bewegung machen herum noch härter. Pflanzen machen sich also nicht die Mühe, ein aktives Transportmittel zu entwickeln, da dies für sie kontraproduktiv ist.

Ein Tier könnte aus der Photosynthese etwas zusätzliche Energie gewinnen, aber es ist vernachlässigbar im Vergleich zu der Menge an Energie, die Tiere durch Essen erhalten können, und noch vernachlässigbarer durch die Tatsache, dass ein pflanzenähnliches Wachstum (nach oben und außen) die Bewegung unangenehm machen würde . Bei Tieren, die einen sesshaften, eher "pflanzenähnlichen" Lebensstil haben - Korallen und Schwämme - ist es ziemlich üblich, symbiotische Beziehungen mit Algen einzugehen, aber bei beweglicheren Arten ist es im Grunde sinnlos.

Ein Tier könnte mehr Nutzen aus der Photosynthese ziehen, wenn es sowieso in einen Winterschlaf übergeht. Das Problem dabei ist, dass der Hauptgrund, warum Tiere überhaupt Winterschlaf halten, in erster Linie Nahrungsmangel ist … und der Grund, warum es überhaupt zu Nahrungsmangel kommt, in der Regel darin besteht, dass die Bedingungen für das Pflanzenwachstum nicht optimal sind . Es macht also wenig Sinn, sich selbst in eine Pflanze zu verwandeln.

Es gibt mehrere Tiere, die ihr Leben in einem mobilen Zustand beginnen und mit zunehmendem Alter sesshaft werden. Der sitzende Zustand könnte dann frei wie eine Pflanze nach außen wachsen und von der Photosynthese profitieren. Aber nur sehr wenige Tiere gehen von einem sesshaften zurück in einen mobilen Zustand - vom Standpunkt des Überlebens der Art aus ist es viel sinnvoller, sich nach Erreichen dieses Zustands einfach zu reproduzieren. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Tier nach der Eingewöhnung viel größer wird, was wahrscheinlich der Fall wäre, wenn es sich in eine Pflanze verwandelt.

Jede Nische, die einen Vorteil für den freien Wechsel von einem tierischen Zustand zu einem pflanzlichen Zustand bietet, wäre wahrscheinlich sehr situativ und wird wahrscheinlich nicht lange genug existieren, um eine ganz neue Klasse von Organismen hervorzubringen. Aber Symbiose zwischen bestehenden Pflanzen und Tieren ist etwas einfacher zu entwickeln, und es ist einfacher zu sehen, dass dies geschieht. Es gibt zum Beispiel einige aquatische Plattwürmer, die photosynthetische Algen beherbergen.

Wenn es welche gäbeUm ein Pflanzen-Tier-Hybrid zu sein, würde ich erwarten, dass das Tier eine Art dehnbare Struktur hat, die es ihm ermöglichen würde, kurzfristig eine große Oberfläche der Sonne auszusetzen. Viele Reptilien haben solche Strukturen, um ihr Blut zu erwärmen, zum Beispiel Hals- oder Rückenkrausen. Es wäre unwahrscheinlich, Wurzeln zu schlagen, da dies eine weitaus drastischere physiologische Veränderung erfordern würde, aber vielleicht könnte die Rüsche größer werden, wenn die Bedingungen "pflanzenfreundlicher" werden. Unter bestimmten Bedingungen (vielleicht nachdem Insekten eine große Menge Pflanzen in der Gegend gefressen haben, sodass es wenig verfügbare Nahrung, aber reichlich Ressourcen für eine Pflanze gibt, die sie nutzen können) könnte sich das Tier teilweise in den Boden eingraben, in einen Winterschlafzustand übergehen und Nehmen Sie für eine Weile einen pflanzenähnlichen Lebensstil an. Wenn seine Rüsche zu groß würde, würde es die aktive Bewegung unangenehm machen,

Sicher.

Sie möchten Schleimpilze - ich fürchte, dies könnte ein weiterer Fall von "Die Natur hat es zuerst getan" sein. Schauen wir uns diesen erstaunlichen Lebenszyklus eines zellulären Schleimpilzes an (das Bild vereinfacht ihn etwas und ignorieren den "pflanzenähnlichen, tierischen" Teil - er ist für die Tier- und Pflanzenstadien des Lebenszyklus, den ich vorschlage, irrelevant Hier)

Schleimpilze beginnen wie freie, amöbenartige Zellen. Irgendwann aggregieren diese Zellen, bis sie eine mobile, fast vielzellige Einheit bilden, die als Schnecke bekannt ist. Diese Schnecke setzt sich schließlich am Boden fest und nimmt eine aufrechte stielartige Form an. Dann verwandelt sich dieser Stiel in einen Fruchtkörper, der als Sporangien bezeichnet wird. Die Sporangien platzen und geben Sporen in die Luft ab, bis der Lebenszyklus von neuem beginnt.

Jetzt können wir dies so modifizieren, dass es für mehrzellige tierähnliche Lebensformen geeignet ist. Anstatt viele Zellen zu einer Schnecke aggregieren zu lassen, lassen Sie das Tier einfach die ersten drei Stadien ersetzen. Dieses Tier wird sich mit allen Mitteln am Boden festsetzen und dann in seinem neuen sitzenden Körper auf Photosynthese umschalten. Es könnte Photosynthese betreiben, indem es Chloroplasten verwendet, die von den Pflanzen, die es frisst, „gestohlen“ werden – dies erklärt den Teil „wenn das Tier genug Vegetation frisst“.

Der Wechsel vom Einatmen von Sauerstoff zum Einatmen von Kohlendioxid ist in Ordnung - auch hier hat die Natur es zuerst getan. Pflanzen atmen nachts Sauerstoff ein. Die einzige Änderung, die die Schleimpilzvorlage an Ihrer Idee vornehmen würde, ist der Teil, an dem sich die Pflanze während ihres Lebens wieder in ein Tier verwandelt - ich glaube, eine vernünftigere Idee wäre, dass die Pflanze Tiere gebiert und die Tiere tatsächlich a sind Larvenstadium der Pflanze.

Photosynthese neu ausbalancieren

Da Ihr Ziel hier darin besteht, den Kohlenstoffkreislauf zu verkürzen und denselben Organismus sowohl Kohlenstoff binden als auch atmen zu lassen, ist es wahrscheinlich erwähnenswert, dass Pflanzen dies bereits in geringerem Maße tun.

Pflanzen haben sowohl Chloroplasten als auch Mitichondrien und sind zur Energiegewinnung auf Photosynthese und Zellatmung angewiesen. Tagsüber, wenn viel Sonnenlicht vorhanden ist, betreiben Pflanzen Photosynthese und binden Kohlenstoff in einem massiven Überschuss von dem, was sie tatsächlich verbrauchen – so wachsen sie. Sobald jedoch die Sonne untergeht und die Dunkelreaktionen ihre Ausgangsmaterialien aufgebraucht haben, produzieren die Pflanzen keinen Sauerstoff mehr und verbrauchen stattdessen wie wir alle O _{2 .}

Das bedeutet, dass man sich leicht einen pflanzenähnlichen Organismus vorstellen kann, der perfekt ausbalanciert ist, genau so viel O ₂ wie CO ₂ produziert und diesen Kohlenstoff unbegrenzt zirkuliert. Vielleicht ist das Sonnenlicht zu schwach, um die Pflanze zu unterstützen, oder vielleicht führt sie eine energieintensive Aktivität aus, die erfordert, dass sie den gesamten organischen Zucker verbraucht, den sie erzeugt. Diese Pflanzen wären ungewöhnlich, weil sie im Gegensatz zu den meisten Pflanzen aufhören würden zu wachsen und für den Rest ihres Lebens dieselbe Größe behalten würden.

Das Problem mit Tier/Pflanze ist, dass Sie über zwei Reiche des Lebens sprechen . Aber das bezieht sich speziell auf das Taxonomie-Konzept für das Leben auf der Erde. Auf der Erde gibt es eine Trennung auf sehr hoher Ebene, die Millionen von Jahren getrennter Evolution widerspiegelt und bis zum frühesten mehrzelligen Leben zurückreicht. Auf eurem Planeten überschreiten diese Arten keine Taxonomiegrenzen – so funktionieren Arten jetzt. Stattdessen sind die Arten auf eurem Planeten in ihrem eigenen Lebensbaum organisiert, mit ihren eigenen Gattungen, Stämmen und Königreichen. Und wir können davon ausgehen, dass es ein Königreich gibt, das diese „Hybrid“-Spezies beherbergt

Wir können also auch davon ausgehen, dass wir nicht an Besonderheiten der Arten der Erde gebunden sind. Nehmen wir an, diese Biologie ist immer noch zellbasiert. Aber Details der Zellmembranen? Müssen wir dem Leser etwas Bestimmtes über sie erzählen? Der einzige Grund, warum Sie Zellen erwähnen könnten, ist, dass es das Erzählen von Geschichten erleichtert.

Was den Mechanismus betrifft, wäre die vielleicht einfachste Lösung eine symbiotische Beziehung. Lassen Sie die pflanzenähnlichen Aspekte durch Algen bereitstellen, die in oder auf dem Wirt wachsen. In der Pflanzenphase setzen die tierischen Zellen nicht benötigte Proteine ​​frei, damit die Algen wachsen können und umgekehrt.