Radiotrophes Tiefseeleben?

Hatte zufällig einen Gedanken. Ich habe mich gefragt, ob Uranablagerungen unter Wasser zu radiotrophen Pflanzen oder Bakterien führen könnten, um ein Ökosystem zu erhalten.

Ein Problem dabei ist, dass Strahlung in Wasser sehr kurze Dämpfungslängen hat. Es ist also fraglich, ob die Pflanzen oder Lebewesen im richtigen Abstand von der Strahlung überleben könnten.

Es stellt sich auch die Frage, ob solche Uranlagerstätten im offenen Ozean liegen würden, um ihre Strahlung zu liefern, und ob das theoretische Leben in der Nähe einer Uranlagerstätte alles hätte, was es braucht.

Siehe Desulforudis audaxviator, ein Bakterium, das nur auf Uranminenablagerungen gedeiht und sonst nichts.

Antworten (3)

Ja; aber nur im Grundwasser, nicht im Ozean

Es gibt ein Bakterium in der Abteilung Firmicutes , das Uran und Wasser nutzt, um seine eigene Energie chemotroph zu erzeugen. Dies ist leicht trügerisch, die Bakterien verwenden das Uran nicht wirklich, sie verlassen sich auf die Strahlung des Uranzerfalls, um Wasserstoffgas aus der Zersetzung von Wasser zu erzeugen. Die Bakterien nutzen dann die Wasserstoffgase und gelösten Sulfate zur Energiegewinnung.

Diese Bakterien kommen in Gesteinsformationen mit ausreichendem Urangehalt und Grundwasser vor. Leider hat Uran im Ozean eine Konzentration von 0,0033 ppm, vermutlich als gelöstes Uransalz. Als solche wären sie durch einen natürlichen Prozess sehr schwer zu konzentrieren, und daher wäre die Konzentration einfach zu gering, um genügend Energie für ähnliche Bakterien bereitzustellen.

Ozeanböden bestehen hauptsächlich aus tholeiitischem Basalt, der in mittelozeanischen Rücken ausbricht und nach außen zu Kontinentalrändern befördert wird, wo er unter Kontinentalplatten subduziert wird. Basalt im Allgemeinen und der mittelozeanische Rückenbasalt im Allgemeinen haben eine außergewöhnlich niedrige Urankonzentration (siehe Abschnitt 2.1 hier ). Dasselbe gilt für den Mantel im Allgemeinen in Bezug auf die „Schwarzen Raucher“, die chemotrophe Ökosysteme auf Schwefelbasis zulassen. Daher ist es unwahrscheinlich, dass Sie unter Wasser ausreichend konzentrierte Uranerze finden. Diese Bakterien müssten sich also in der Nähe von konzentrierten Uranerzen im Grundwasser aufhalten, um genügend Energie zu erhalten.

Das wäre die Urankonzentration in normalem Meerwasser bei 3,5 % Salzgehalt. In diesem Fall nahm ich ungefähr eine große Uranlagerstätte auf dem Meeresboden oder in Felswänden auf. Ich bin mir nicht sicher, ob es geologisch möglich ist, dass Uran an solchen Orten gefunden wird, und es könnte sich über viele Jahre auflösen, wenn dies der Fall wäre.
@J.Doe Ich habe meine Antworten bearbeitet. Grundsätzlich ist Uran in kontinentalen Graniten viel häufiger als in Meeresbasalten, daher ist es unwahrscheinlich, dass Sie eine gute Urankonzentration auf dem Meeresboden erhalten.
Gute Antwort! Grundwasser sickert manchmal langsam in den Ozean, obwohl ich nicht sicher bin, in welcher Tiefe (aber ich würde denken, es wären nur die flacheren Gewässer). Es ist möglich, dass Sie daraus genug Uran-beladene Bakterien gewinnen, um ein Ökosystem in der Nähe des Kontinents aufzubauen. Wenn ich kein großes Uranvorkommen in der Nähe des tiefen Ozeans bekommen kann, muss ich vielleicht nach radioaktiven Artefakten suchen, die dem Uran ähneln und sich auf dem Meeresboden befinden.
@J.Doe Der Nordatlantik hat eine Reihe von Uranvorkommen von ~ 200 Pfund in Artefakten .

Strahlung ist schädlich für die DNA, da sie Mutationen hervorruft. Obwohl einige Bakterien auf der Erde strahlungsresistente DNA-reparierende Enzyme entwickelt haben.
Siehe: https://en.wikipedia.org/wiki/Deinococcus_radiodurans

Aber es gibt radiotrophe Pilze: https://en.wikipedia.org/wiki/Radiotrophic_fungus Mit einer Kombination aus Melanin, Photosynthese und Chemosynthese wandeln sie Gammastrahlung in chemische Energie um.

Darüber hinaus wird energiereiche Strahlung ziemlich schnell von Wasser absorbiert. Wenn die Lagerstätte groß genug ist, um eine Kernreaktion aufrechtzuerhalten, hätten Sie eine beheizte Zone, die auch für andere Lebensformen günstiger wäre, wie z. B. eine geothermische Quelle.
Siehe: https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_nuclear_fission_reactor

Vielleicht müssten sich Lebewesen nur nach so etwas wie einem zirkadianen Rhythmus von Ablagerungen „ernähren“. Sie könnten auch bestimmte Kreaturen haben, die nach Ablagerungen suchen / graben und sie möglicherweise oral oder in einem spezialisierten Organ halten - was sich in manchen Situationen als nützlicher Abwehrmechanismus erweisen könnte.