Sind Diamantbeeren möglich?

Eine Pflanze könnte einen Diamanten chemisch herstellen, indem sie Kohlenstoffatome in der richtigen Kristallformation ablegt. Hitze und Druck sind für geologische Diamanten, sie sind nicht relevant, wenn Sie es gleichzeitig mit Atomen zu tun haben. Aus evolutionärer Sicht gibt es dafür keinen Grund, aber da Sie über Gentechnik sprechen, spielt das keine Rolle. Die Bildung von Diamanten auf diese Weise wäre nur dadurch begrenzt, wie viel Kohlenstoff die Pflanze aufnehmen kann. Sie könnten Wasserstoff, Sauerstoff usw. aus jeder organischen Verbindung entfernen, aber es wäre wahrscheinlich viel effizienter, Kohlenstoff direkt als Graphit oder Holzkohle zuzuführen.

Das Problem liegt nicht bei "Diamant", sondern bei "Beere". Aus Wikipedia:

...eine Beere ist eine fleischige Frucht, die aus einer einzigen Blüte hervorgeht und einen Eierstock enthält.

Was ein Diamant definitiv nicht ist. Aber in Bezug auf Diamantbäume mit Anhäufungen von Juwelen ist es möglich.

Möglicherweise! Die Biologie hat den Vorteil, dass sie chemisch und mechanisch mikromanagen kann, was vor sich geht. Dadurch kann das Leben oft Ergebnisse erzielen, die der Mensch derzeit mit riesigen Kammern bei unglaublichen Temperaturen und Drücken erzielt. Mit Fortschritten in der Gentechnik werden wir in der Lage sein, dies immer mehr zu nutzen.

Wir können jetzt synthetische Diamanten ganz einfach durch chemische Gasphasenabscheidung herstellen . Obwohl es für eine Pflanze ziemlich schwierig wäre, gasförmigen Kohlenstoff aufgrund seiner extremen Temperatur zu "handhaben", könnte die Pflanze stattdessen einzelne Kohlenstoffatome mit hoher Energie freisetzen. Natürlich würde dies gleichzeitig auf der gesamten Oberfläche des Diamanten geschehen, und der Diamant würde langsam wachsen, wahrscheinlich über Jahre.

Beachten Sie, dass der Diamant selbst nicht „lebendig“ wäre – er hätte sicherlich keine Fortpflanzungsfähigkeit. Vielleicht könnten aber lebende Zellen darin eingebettet sein. Es ist möglich, dass die Enzyme und/oder Zellen, die den Diamanten während seiner Entstehung umgeben, gelegentlich darin eingeschlossen werden, insbesondere bei „frühen Prototypen“ der Pflanze. Ich gehe davon aus, dass sich dies als Trübung der Diamanten manifestieren würde. Es ist denkbar, dass solche Diamanten aufgrund des Wissens, dass sie durch darin eingeschlossene lebende Materie verursacht werden, in Mode kommen könnten, an welchem ​​Punkt Gentechniker den Prozess absichtlich manipulieren könnten, um sichtbare Muster innerhalb der Diamanten zu erzeugen.

Diamanten sind wesentlich mehr als nur Kohlenstoff. Demnach gibt es vermutlich vier Schritte zur Bildung von Diamanten:

1. Vergraben Sie Kohlendioxid 100 Meilen tief in der Erde.
2. Auf etwa 2.200 Grad Fahrenheit erhitzen.
3. Drücken Sie unter einem Druck von 725.000 Pfund pro Quadratzoll.
4. Eile schnell zur Erdoberfläche, um dich abzukühlen.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass Pflanzen ein paar Grad unter 2.200 Grad Fahrenheit verbrennen.

Es gibt ein paar Methoden, mit denen wir es geschafft haben, synthetische Diamanten herzustellen, aber beide beinhalten hohe Temperaturen.

Definitiv nicht natürlich - aus dem einfachen Grund ist dies aus evolutionärer Sicht völlig unpraktisch.

Diamant benötigt viel Energie, um sich zu bilden. Selbst wenn der Prozess Atom für Atom abläuft, stellt die Biologie leicht lösbare Platzhalter bereit, die verhindern, dass die Oberfläche oxidiert (Bildung schwacher Bindungen mit dem Kohlenstoff des Diamanten, dann Aufbrechen und Ersetzen durch mehr Kohlenstoffatome, wodurch der Diamant wächst) und jedes neue anheftet Atom würde viel Energie verbrauchen; Energie, die die Pflanze zusätzlich zur Aufrechterhaltung ihrer eigenen Wachstums- und Lebensprozesse aufbringen muss. Energie sollte besser für sinnvollere Unternehmungen aufgewendet werden, wie z. B. höher wachsen, um konkurrierende Pflanzen zu überflügeln, oder mehr Samen produzieren, um die Chance zu erhöhen, fruchtbaren Boden für sie zu finden.

Künstliche OTOH-Arten wie diese wären möglich. Ich bezweifle, dass es Beerensträuchern ähneln würde, da es ein massives Blattsystem benötigen würde, um die gesamte benötigte Sonnenenergie und Kohlendioxid zu gewinnen, ein massives Wurzelsystem, um das massive Blattsystem mit Wasser und Nährstoffen zu versorgen, ein "Skelett", um beides zu unterstützen, und Die Diamanten wären nicht der Luft ausgesetzt, sondern würden in einigen Früchten wachsen, die eine Oxidation und Kontamination der Wachstumsoberfläche verhindern würden.

Also - ersetzen Sie Ihre Diamantbeeren durch Diamantbäume :)

Im Gegensatz zu einigen Antworten hier gibt es keinen chemischen Grund, warum eine Pflanze keine Diamanten herstellen könnte (Quelle: Bachelor-Abschluss in Chemie). Die einzelnen Alkanbindungen, aus denen Diamanten bestehen, sind nichts Besonderes, und lebende Zellen gehen diese Art von Bindungen ständig ein und wieder auf.

Künstliche Synthesetechniken arbeiten an Atomen in großen Mengen, während biologische Systeme Moleküle mehr oder weniger Atom für Atom synthetisieren können, und aus diesem Grund sind die Einschränkungen, die die Synthese von Diamant durch Massenmethoden erschweren, für die Biochemie größtenteils irrelevant.

Stellen Sie sich als sehr lockere Analogie vor, Sie hätten einen Sack Legosteine ​​und wollten sie alle zu einem festen Block zusammenfügen. In der Massenchemie bedeutet dies, dass der Sack ständig geschüttelt ("erhitzt") und komprimiert wird, und die Ziegel würden sich bis zu einem gewissen Grad verbinden, da der verbundene Zustand platzsparender ("thermodynamisch stabil") ist, aber es würde länger dauern als die Lebensdauer des Universums, um zu einem einzigen festen Block zu gelangen, es sei denn, Sie haben die Tasche sehr, sehr schnell geschüttelt. Als lebende Zelle würdest du einfach den Sack öffnen und die Steine ​​einen nach dem anderen zusammensetzen.

Biochemie ist keine Zauberei, und diese organisierte Arbeitsweise hat thermodynamische Kosten. In der obigen Analogie muss die lebende Zelle zunächst komplizierte Spezialenzyme herstellen, um Legosteine ​​zu greifen und zu kombinieren, und diese Hintergrundarbeit erfordert insgesamt viel Energie. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass die Energie nicht auf einmal verbraucht wird, sodass dies nicht unbedingt hohe Temperaturen oder Drücke impliziert.

Aus evolutionsbiologischer Sicht müsste es einen guten Grund geben, warum die Pflanze diese Eigenschaft entwickelt (Evolution verschwendet keine Energie). Schon damals könnte man darüber diskutieren, ob das energielandschaftlich überhaupt machbar ist; siehe zB die Diskussion über Evolution und Räder.

Wenn es sich um ein gentechnisch verändertes Merkmal handelt, ist die Frage nicht, ob es möglich wäre, sondern nur, wie schwer es wäre. Möglicherweise ist die Antwort "wahnsinnig schwer", aber das ist die Art von Frage, die Sie nicht beantworten können, bis jemand es tut.

In A Deepness in the Sky bezog sich Vinge beiläufig auf Schichten mit Diamantforems . Sie könnten auch an Kieselalgen denken , die eine Zellwand aus Kieselsäure, buchstäblich Glas, bilden.

Ich denke, es ist plausibel, dass Mikroorganismen Strukturen aus kristallinem Diamant oder Kohlenstofffasern auf eine Vielzahl von Arten produzieren könnten, wie das wirkliche Leben anorganische Hüllen in oder um sich herum produziert. Vinge verwendete eher Forems als bekanntere Kieselalgen, weil der Test (Schale) wie eine Muschel ist, die um die Zelle extrudiert wird. Aber Kieselalgen produzieren Glas in ihren Zellwänden, so dass Sie sich einen Mechanismus vorstellen können, bei dem es in einer vollständig geschlossenen Kammer erzeugt wird und dann die Außenhaut wegwerfbar ist, wobei die Schutzhülle der rauen Umgebung ausgesetzt ist.

Andere haben darauf hingewiesen, dass Nanotechnologie oder „Leben“ Kristalle Atom für Atom plausibel abscheiden könnten, aber ich denke, Kohlefaser ist realistischer: Sehen Sie sich an, wie Kohlefaser tatsächlich hergestellt wird: Beginnen Sie mit einem organischen Molekül, das ein sehr häufiges Kohlenstoff-Sechseck-Rückgrat hat, und Entfernen Sie dann alle zusätzlichen Atome und lassen Sie nur die Kohlenstoffsechsecke übrig.

Aber ich möchte anmerken, dass diese Strukturen keine massiven Bergdiamantkristalle sein werden, sondern spärliche, filigrane und dünne Wände, wie Kieselalgenschalen.

Welchen Nutzen könnte etwas wie Diatomeenerde haben, die eher aus Diamant als aus Kieselsäure besteht? Offensichtlich Schleifmittel, aber könnte ein nützliches Verbundmaterial hergestellt werden?

Wenn so etwas in der Natur existieren würde, würde die technologische Gesellschaft herausfinden, wie die Nanotechnologie in der Zelle funktioniert, und die Ideen auf synthetische Prozesse anwenden; oder verwenden Sie selektive Züchtung, um Algen zu produzieren, die lange Fasern bilden.

Als Fortsetzung der Antwort von Knave stelle ich mir für eine Diamantfrucht eine walnussartige Frucht vor, die eine fleischige Außenschicht, eine harte Mittelschicht und den lebenden Teil des Samens in der Mitte hat.

Die äußere Schicht würde Wasserstoff und Sauerstoff daran hindern, sich an den Kohlenstoff zu binden, während mehr Kohlenstoffschichten abgelagert werden. Ein Schnitt in der äußeren Schicht könnte möglicherweise den Kohlenstoffablageprozess stören, während die Frucht wächst.

Die Diamantschicht würde wie eine Walnussschale eine Naht benötigen; eine schwache Linie, entlang der sich die Schale spaltet, wenn der lebende innere Teil aus dem Samen sprießt. Die Naht muss viel schwächer sein als Diamant, da kein Sämling die Fähigkeit haben wird, selbst eine dünne Diamantschicht zu durchstoßen. Die Schale kann je nach Pflanze mit mehreren oder nur einer Naht wachsen. Es wird auch einen Weg brauchen, damit Nährstoffe in das Innere der Schale gelangen können, was die Naht oder ein Loch sein kann. Je nachdem, wie sich die Schale aufspaltet, erhalten Sie möglicherweise schüsselförmige Diamanten ... nicht ideal.

Der innere Teil würde genug Nahrung benötigen, um zu wachsen, bis der Sämling genug Kraft aufwendet, um die Schale entlang seiner Naht zu spalten. Als solches wäre es wahrscheinlich fast so groß wie eine Walnuss oder sogar so groß wie eine Kokosnuss.

Ein mögliches Problem besteht darin, dass Diamant zwar hart, aber nicht flexibel ist. Das meiste Pflanzenmaterial ist flexibel, weil Pflanzen ständig ihre Form ändern. Eine Diamantfrucht müsste zu ihrer vollen Größe heranwachsen, bevor sie mit dem Wachstum einer Diamantschicht beginnt.

Eine letzte Sache. Diamanten sind aufgrund von Marktmanipulation „wertvoll“. Es gibt viel schönere Steine ​​und viel seltenere Steine ​​da draußen. Ihre Knappheit auf dem Juwelenmarkt ist hergestellte Knappheit. Industriediamanten sind wegen ihrer Härte wertvoll, aber sie sind weit verbreitet und können bereits hergestellt werden. Die Kosten für die Entwicklung einer Pflanze, die Diamanten anbaut, würden den Wert, der durch die Herstellung von Diamanten mit Pflanzen gewonnen wird, sowohl für Schmuck als auch für industrielle Zwecke bei weitem übersteigen. Es ist wahrscheinlicher, dass ein exzentrischer Milliardär die Entwicklung finanziert, als ein Diamantenunternehmen.

Obwohl es keine Beere wäre, kann ich mir einen Grund für die Entwicklung eines Diamanten vorstellen: Eine Pflanze mit Diamantnadeln darin wäre giftig, aber es wäre noch schwieriger für eine Kreatur, Widerstand zu entwickeln.

Ich bezweifle jedoch, dass es einen evolutionären Weg gibt, der dorthin führt.