Kann sich ein großes Tier aus Mineralien ernähren?

Lithotrophie ist ein aus dem mikroskopischen Leben bekanntes Phänomen, bei dem ein Organismus anorganische Substanzen, meist Mineralien, in Energie umwandelt.

Wir wissen also, dass eine einzellige Lebensform dies tun kann, aber was ist mit einer komplexeren? Könnte sich ein makroskopischer, beweglicher, tierähnlicher Organismus von Mineralien wie Eisen oder Schwefel ernähren, und wenn ja, wie würde das funktionieren?


Ich stelle diese Frage zur Verwendung bei der Konstruktion eines außerirdischen Planeten, mit dem ich den Trend erdähnlicher Außerirdischer brechen möchte, der in den meisten populären Filmen und Büchern über komplexes außerirdisches Leben zu sehen ist.

Der/die betreffende(n) Organismus(se) muss/müssen so groß wie Menschen oder größer sein, mehrere Beine und harte Endoskelette haben. Der Grund, warum ich diese Frage stelle, ist, dass a) ich kein Biochemiker bin, b) dieses Phänomen noch nie in der Makrofauna beobachtet wurde und c) ich davon ausgehen kann, dass es eine Vielzahl von Nebenwirkungen und möglichen Konsequenzen mit sich bringen würde.

Als Antwort erwarte ich ein „Ja“ oder „Nein“, um anzugeben, ob es möglich ist, und dann hoffentlich ein paar Worte zu Dingen wie Verdauung, Biochemie oder anderen Dingen, die ich wissen muss, um zu verstehen, wie der Organismus funktioniert funktioniert, nicht nur wissen, was es tut.


Bitte beachten Sie, dass ich mir die Frage angesehen habe Kann etwas durch den Verzehr von Steinen und anderen gemahlenen Mineralien überleben? und es beantwortet meine Frage nicht. Es wird gefragt, ob es echte Lithotrophe gibt, die ich kenne und im ersten Satz der Frage klargestellt habe. Es geht nicht in die Bereiche der Spekulation, in die ich eintreten möchte, und das OP möchte auch nicht verstehen, wie dieses Phänomen funktionieren würde.

Antworten (2)

Sicher. Das Tier müsste eine Population kommensaler Bakterien beherbergen, um die Stoffwechselarbeit dafür zu leisten. Ein Beispiel für ein solches Tier ist der riesige Schiffswurm, eine Molluske, deren Kommensalen sie über den Schwefelwasserstoffstoffwechsel ernähren.

riesiger Schiffswurm https://www.straitstimes.com/asia/se-asia/scientists-find-giant-shipworm-in-philippines

https://en.wikipedia.org/wiki/Shipworms#Taxonomy

Stattdessen frisst der Schiffswurm nicht, er verlässt sich auf ein nützliches symbiotisches Bakterium, das in seinen Kiemen lebt. Die Bakterien nutzen den Schwefelwasserstoff als Energie, um organische Kohlenstoffe zu produzieren, die die Schiffswürmer ernähren. Der Prozess ähnelt der Photosynthese der grünen Pflanzen, um das Kohlendioxid in der Luft während der Photosynthese in einfache Kohlenstoffverbindungen umzuwandeln. Wissenschaftler fanden heraus, dass K. polythalamia mit anderen Bakterien kooperiert als andere Schiffswürmer, was der Grund sein könnte, warum es sich vom Verzehr von morschem Holz zu einem Leben mit Schwefelwasserstoff im Schlamm entwickelt hat. Die inneren Organe des Schiffwurms sind im Laufe seiner Evolution durch mangelnde Nutzung geschrumpft.

Riesige Schiffswürmer sind sitzend. Könnte ein solcher Organismus mobil sein? Sicher - die Verwandten der riesigen Schiffswürmer sind sehr mobil - sie greifen das Holz von Schiffen an, weshalb sie zu ihrem Namen kamen. Ihre kommensalen Bakterien helfen ihnen, die Zellulose des Holzes zu verdauen. Große Landtiere, die sich von zellulosereichem Pflanzenmaterial ernähren, haben auch riesige Populationen kommensaler Bakterien und Pilze - der Pansen von Kühen ist ein riesiger Tank solcher Kreaturen, die das von der Kuh gefressene Pflanzenmaterial abbauen und verdauen. Im Gegenzug hält die Kuh sie sicher.

Ihre vermeintliche Kreatur hätte ein pansenähnliches Organ, das voller Archonten oder Kommensalen wäre, die die Art von Energiestoffwechsel durchführen können, die Sie für Ihre Kreatur wünschen. Die Kreatur würde die mineralischen Materialien suchen und aufnehmen und sie ihren internen Kommentaren zur Verfügung stellen.


Markieren Sie dies nicht als Duplikat, weil ich diese spekulativen Fragen zum Energiestoffwechsel liebe. Lassen Sie mich stattdessen vorschlagen, dass für Interessierte zusätzliche Lektüre auf dieser Website zu finden ist.

Mehrzellige Chemotrophe?

Wie würde die Verdauung bei einer fremden Spezies funktionieren, die sich mineralisiert ernährt?

Wie würden riesige, abgeschiedene, in unterirdischen Höhlen lebende Insekten genug Nahrung bekommen?

Darf ich fragen, wie die Kreatur beim Füttern aussehen würde? Würde es buchstäblich Steine ​​auf dem Boden in sein Maul stopfen oder etwas weniger Bizarres?
Das Problem mit Steinen ist, dass sie so hart und dicht sind. Diese Kreatur würde wahrscheinlich Dinge mit einer größeren Oberfläche aufschaufeln: Schlamm, Schlick, Dreck. Anaerobe Bodensedimente wären eine energiereiche Wahl - das ist es, was der riesige Schiffswurm frisst.

Kurze Antwort: wahrscheinlich nicht.

Diese Antwort geht detailliert darauf ein, wie Riesenröhrenwürmer funktionieren, die in Symbiose mit chemotrophen Bakterien leben. Der springende Punkt ist, dass sie von schwefelwasserstoffreichem Wasser leben, das ihnen durch Unterwasserschlote zugeführt wird.

Ihrer Beschreibung der fraglichen Außerirdischen zufolge möchten Sie jedoch nicht, dass sie sesshaft sind und sich um Orte gruppieren, die sie zufällig unterstützen. Sie möchten, dass sie herumlaufen, grasen, Futter suchen, was haben Sie.

Das Problem dort ist eines der Energie. Menschen (und andere vertraute Tiere) nehmen Energie in Form komplexer organischer Moleküle auf, darunter Fette, Kohlenhydrate und Proteine, die alle eine beträchtliche Menge an Bindungsenergie haben, die (relativ) zugänglich ist. Infolgedessen haben sie viel Energie für Dinge wie Gehen, Kauen, höhere Gehirnfunktionen usw. zur Verfügung. Röhrenwürmer tun nicht viel davon; noch Bäume oder Algen.

Lithotrophe haben nicht den Vorteil bereits vorhandener organischer Moleküle. Sie haben relativ geringe Spielräume in Bezug auf die Energie, die sie aus ihrer Umgebung gewinnen, weil die Chemie ihnen einfach nicht so viel gibt, mit dem sie arbeiten können. Es ist eigentlich derselbe Grund, warum Tiere nicht photosynthetisch sind – es ist nicht lohnend genug.

Mit anderen Worten, das Problem ist, dass Gesteine ​​nicht so energiereich sind wie organische Materialien. Ihre Außerirdischen könnten theoretisch auf einer Nahrungskette lithotropher "Pflanzen" sitzen, aber das würde sie nicht mehr zu Lithotrophen machen, als das Essen normaler Pflanzen Menschen photosynthetisch macht. (Ihr Planet würde wahrscheinlich auch eine sehr seltsame Atmosphäre und Kruste brauchen, um dies zu erreichen.)

Man kann sich das auch so vorstellen: Stellen Sie sich einen Menschen vor im Vergleich zu den Pflanzen und anderen Tieren, die der Mensch zum Leben braucht. Wir können komplexe Dinge tun, weil wir die Grundchemie auf andere Lebewesen abladen. Das gilt genauso, ob die ursprüngliche Energiequelle die Sonne, die Metalloxidation oder etwas Exotischeres ist. (Ich frage mich, ob Sie ein thermisch angetriebenes Radioisotop-Bakterium haben könnten ...) Abgesehen von einer wirklich außergewöhnlichen Biologie müsste ein Außerirdischer, der erkennbar tierähnlich ist, in ähnlicher Weise höher in seiner eigenen Nahrungskette stehen.