Könnte eine Qualle biotechnisch verändert werden, um Salzwasser in Süßwasser umzuwandeln?

Nein. Quallen sind Osmokonformatoren

Osmokonformer sind Meeresorganismen, die eine innere Umgebung aufrechterhalten, die zu ihrer äußeren Umgebung osmotisch ist.[1] Dies bedeutet, dass der osmotische Druck oder die Osmolarität der Zellen des Organismus gleich dem osmotischen Druck ihrer Umgebung ist ... Die meisten Osmokonformatoren sind wirbellose Meerestiere wie Stachelhäuter (wie Seesterne), Muscheln, Meereskrabben, Hummer und Quallen , Seescheiden (Seescheiden - primitive Chordaten) und Jakobsmuscheln.

Wirbeltiere halten ein inneres Milieu aufrecht, das leicht hypoosmolar – also weniger salzig – ist als Meerwasser. Blut ist nicht so salzig wie der Ozean. Ich habe gelesen, dass der Salzgehalt des Blutes derselbe ist wie der Salzgehalt des Ozeans in der Antike, als unsere Vorfahren geschlossene Systeme entwickelten.

Alles in allem gefällt mir die Idee von riesigen biotechnologisch hergestellten Quallen. Ich kann mir definitiv einen Anime mit vielen riesigen Quallen rundherum vorstellen. Oder war das Ponyo?

Ist es möglich? ja aber...

Es gibt biologische Konstrukte, die Salz filtern können. Könnte ein Lebewesen theoretisch Salzwasser in Süßwasser umwandeln, ja, aber die große Frage ist, was es mit dem Salz oder Wasser macht?

Das Gesetz der Erhaltung der Materie gilt immer noch.

Ich würde denken, dass diese Kreatur so etwas wie ein Stromatellit sein könnte, der einen großen Salzstein in seinem Inneren baut. Aber sobald es platzte, würde es Chaos geben.

Vielleicht könnte es die Na- und Cl-Ionen als Stoffwechselenergie speichern.

Dazu bräuchte es Energie.

Könnte es wie eine Qualle aussehen? Vielleicht, je nachdem, was es mit dem Salz macht und wie es Energie gewinnt, wird es sein Aussehen stark beeinflussen.

Wenn es photosynthetisiert, wird es nicht diese klare Farbe haben. Wenn es einen großen Salzstein bildet, wird es wahrscheinlich nicht schwimmen oder wenn es das tut, wird es sicher nicht wie eine Qualle aussehen.

Ich bin auch nicht davon überzeugt, dass es in der Lage wäre, Wasser vollständig zu entsalzen, aber ich bin mir auch nicht sicher, ob es das nicht könnte.

Aber im Salzfelsenzug konnte ich ein thermisch angetriebenes Anemonenkonzept sehen, das wie eine auf dem Boden steckende Qualle aussieht.

Es gibt auch die Umkehrung, Salz zu speichern und stattdessen das Wasser zu speichern. In diesem Fall würden die Quallen zwangsläufig schwimmen und an der Oberfläche haften bleiben, was nützlich ist, weil es das Ernten erleichtert. Sie wären wie vorgefüllte Wasserflaschen aus biologischem Anbau. Aber keine noch so große Bastelei konnte das Auftriebsproblem überwinden, weil das gespeicherte Wasser weniger dicht wäre als das immer größer werdende Salzwasser, das heißt zusätzlich zur Beibehaltung des strukturellen Aussehens der Qualle.

Irgendwie vielleicht.

Quallen tun nicht viel, aber einige erzeugen Druck zum Schwimmen. Wenn Sie eine Ventilmembran über den Ringmuskel legen, könnte Ihnen die Umkehrosmose frisches Wasser liefern.

Süßwasser ist jedoch schlecht für Quallen, und es aus dem Mund an einen gewünschten Ort zu bringen, ist Arbeit. Sie müssen dem Gelee also eine Nicht-Gelee-Beschichtung und einen zweiten Ausgang geben, in den das Wasser gedrückt werden kann. Mit diesen Änderungen sind Sie auf halbem Weg zu einem Tintenfisch.

Wirklich, obwohl ich es nur als lebende Pumpe benutze, also würden die meisten Kreaturen gut funktionieren. Filtrierer wie Mollusken könnten eine bessere Wahl sein, da sie bereits in der Lage sind zu pumpen, zu filtern, feindliche Umgebungen zu überleben und nicht viele unnötige Antriebssysteme haben. Und als Bonus machen Sie Perlen und Muscheln.

Meerwasserfische haben das gleiche Problem.

Ihre Haut (und Schuppen) sind nicht gerade wasserdicht - das heißt, sie schlucken nicht nur Meerwasser mit ihrer Nahrung, sondern nehmen auch Meerwasser durch ihre Haut auf, was den Salzgehalt ihres Blutes und Gewebes erhöhen würde.

Um dem entgegenzuwirken, dass ihre Nieren das überschüssige Salz aktiv in ihren Urin transportieren, um es auszuscheiden, was ihrem Urin eine höhere Konzentration an gelöstem Salz verleiht als das umgebende Meerwasser.

Das heißt, ein natürlicher Entsalzungsmechanismus existiert bereits , allerdings nur in Organismen höherer Ordnung, die sich auf komplexere Mechanismen verlassen müssen, um Abfallstoffe auszustoßen, aber es könnte machbar sein, eine blasenähnliche Struktur mit einer Membran mit aktivem Transport zu entwickeln, um sich hoch zu bewegen Salzlösung aus ihr heraus und reduziert so den Salzgehalt in der Blase. Oder umgekehrt, diese Organismen könnten so konstruiert werden, dass sie das Salz aus der Lösung, in der sie schwimmen, „herausziehen“ und es in ihrem Körper absondern, ähnlich wie wachsende Nierensteine.

Nun, nicht so, wie Sie wahrscheinlich denken. Quallen sind keine Filter und entziehen dem Ozean kein Salz, wenn sie ihn durchqueren. Sie können sie also nicht direkt verwenden, um das Salz aus dem Meerwasser zu extrahieren. Wie Will betont, sind sie Osmokonformatoren und könnten sich weniger um den Salzgehalt des Wassers kümmern.

Ich kann mir jedoch ein paar Möglichkeiten vorstellen, Quallen als Teil des Wasserreinigungsprozesses zu verwenden.

1) Verwenden Sie sie für den Transport

Diese Idee erfordert ein wenig Technologie seitens des Wissenschaftlers, liegt aber weit innerhalb der Realität. Die Schlüsseltechnologie hier ist eine halbdurchlässige Membran, die Wasser durchlässt, aber keine Salze. Diese werden häufig in der modernen Wissenschaft verwendet und sind Teil des Entsalzungsprozesses durch Umkehrosmose. Bei einer semipermeablen Membran ist lediglich eine Druckdifferenz erforderlich.

Quallen sind in vielen Dingen schlecht, aber die vertikale Bewegung in der Wassersäule gehört nicht dazu. Einige Quallen, wie die schöne und massive Lion's Mane-Qualle, durchlaufen tägliche Wanderungen zwischen der Oberfläche und den Tiefen, die als vertikale Migration bekannt sind. Wenn sie richtig trainiert sind, kann ich mir leicht vorstellen, dass unsere riesigen Lion's Mane-Quallen täglich mit einem halbdurchlässig verschlossenen Behälter auf ihren Glocken zum Meeresboden reisen, der sich mit frischem Wasser füllt und Salze zurückweist, wenn die Quallen auf den Meeresboden sinken. Jede Nacht kehrten sie mit mit frischem Wasser gefüllten Behältern an die Oberfläche zurück.

2) Konstruieren Sie sie als Substrate

Einige Quallen wären hervorragende Kandidaten für die Ernte biologischer, semipermeabler Membranen . Insbesondere das portugiesische Kriegsschiff , obwohl es keine echte Qualle ist, hat einen großen Schwimmer, der aus einer einzigen Zelle besteht. Dieser Schwimmer könnte von Wissenschaftlern wiederverwendet oder konstruiert werden, um biologische halbdurchlässige Membranen herzustellen, die für die größeren Entsalzungsanlagen geerntet werden könnten , wodurch das Problem des ständigen, teuren Filterwechsels gelöst würde. Darüber hinaus wären halbdurchlässige Membranen aus Quallen wahrscheinlich weniger anfällig für gelösten organischen Kohlenstoff, was für aktuelle Systeme aktiv problematisch ist.

Das ist wirklich nicht das, was Sie gefragt haben, aber Ihre Frage hat mich zum Nachdenken gebracht. In der realen Welt besteht die bevorzugte Lösung für Küstenstädte ohne genügend Wasser darin, es aus anderen Gebieten zu leiten. Wenn dies nicht möglich ist, ist die physikalische Entsalzung in einem Prozess namens Umkehrosmose die Lösung. Sie sprechen von biologischer Entsalzung.

Quallen sind eine schlechte Wahl. Wie Will sagte, behalten sie den gleichen Salzgehalt bei wie das Wasser um sie herum. Dies zu ändern, würde so viele Veränderungen in ihrer Physiologie mit sich bringen, dass das Ergebnis keine Quallen wären. Sie bräuchten ein Zirkulationssystem, wie Sie es bei Fischen sehen, um das Salz vom umgebenden Wasser zu isolieren.

Normalerweise lassen sich einzellige Organismen leichter für eine bestimmte Aufgabe wie diese züchten als komplexe Organismen wie Quallen. Was Sie also tun können, ist Bakterien zu züchten, die den inneren Salzgehalt höher halten als das Wasser um sie herum. Ich winke mit der Hand, wie Sie das machen würden, aber ein Mikrobiologe könnte einige Ideen haben. Dann filtern Sie die Salzbakterien aus dem Wasser und hinterlassen weniger Salzwasser oder sogar Süßwasser, wenn die Bakterien effizient genug sind.

Wenn Sie wirklich Quallen wollen, könnten Sie sie dazu bringen, die gentechnisch veränderten Bakterien zu beherbergen. Aber an diesem Punkt werden Sie einen enormen Effizienzabfall haben, weil Sie, anstatt nur Bakterien zu füttern, die Qualle plus die Bakterien füttern müssen und wahrscheinlich viel weniger Bakterien haben werden.

Da Sie dies auf beliebige (plausible) Weise erklären können, könnten Sie biotechnologisch hergestellte Quallen haben, die in Gefangenschaft gehalten werden . Sie sind vor der Küste angebunden und mit einem Rohrsystem verbunden, das das Frischwasser kontinuierlich zurück an Land transportiert. Die Quallen sind Filtrierer, nehmen Nährstoffe und Meerwasser auf, scheiden Verdauungsabfälle und Salz zurück in den Ozean aus und lassen sich das Süßwasser auf irgendeine Weise aus ihrem Körper zapfen.

Sie könnten sie sogar wie eine Flechte "solarbetrieben" machen, indem Sie eine in Gefangenschaft gehaltene Pflanze im Körper der Qualle enthalten, um zusätzliche Energie zu liefern. Da die Quallen klare Körper haben, können sie direkt an der Wasseroberfläche angebunden werden und Sonnenlicht dringt leicht in den Körper ein, um die Energie bereitzustellen.

Zumindest müssen diese Quallen dem osmotischen Druck widerstehen, also brauchen sie einen harten Panzer und / oder eine dicke gummiartige Haut, die diesem Druck standhalten kann. Die Antwort lautet also "nein", es sei denn, Sie sind bereit, solche Kreaturen Quallen zu nennen.

Ich nehme an, es wäre einfacher, einen normalen Fisch in einen sich langsam bewegenden, aufgeblähten Organismus zu verwandeln, der hauptsächlich aus Wasser mit niedrigem Salzgehalt besteht. Dennoch würde es niemals den Körperwassergehalt erreichen, den Quallen haben.

Wie sagte jemand, was machst du mit dem Salz? Es würde den Ozean schließlich zu salzig machen, wenn Sie das Süßwasser entfernen. Erfinden Sie besser eine Maschine, um H20 zu trennen, und verwenden Sie Natrium und Chlorid, beides sehr instabile Elemente, um die Wärme (Energie) dafür zu erzeugen. Übrigens ist Süßwasser in den kälteren Gewässern der Arktis im alten Eis und im tiefen Wasser reichlich vorhanden. Da heißes Salzwasser nach oben schwimmt, kann man vielleicht tief unten in Gruben auf dem Meeresboden kaltes Süßwasser finden. Oder vielleicht können Sie eine Pflanze herstellen, die Salzwasser trinkt, überlebt und dennoch eine Süßwasserfrucht wie die Wassermelone hervorbringt.