Welche Arten von Lebensformen könnte diese kalte Welt haben?

Mikroben, bestenfalls.

Ammoniak könnte hypothetisch für eine lösliche Umgebung ausreichen, in der die für das Leben notwendigen chemischen Reaktionen stattfinden könnten. Wenn dem so wäre, würden sich alle Lebensformen sehr von unseren unterscheiden. Wir können uns nur vorstellen, wie ihr Stoffwechsel wäre, da die chemischen Eigenschaften von Ammoniak von denen von Wasser abweichen.

Das Problem liegt in der Temperatur und der relativ niedrigen Konzentration von Sauerstoff (oder Schwefel, als Ersatz) in der Atmosphäre. Alles, was auf Ihrem Planeten lebt, hätte einen extrem langsamen Stoffwechsel (im Vergleich zu Lebensformen auf der Erde) und aufgrund des Mangels an Sauerstoff/Schwefel wären sie nicht annähernd so energieeffizient wie unsere aeroben Lebensformen.

TL;DR zum Sauerstoffmangel: In unserer Welt können Lebewesen, die Sauerstoff in ihrem Stoffwechsel verbrauchen, aus einem einzigen Glukosemolekül etwa 30-mal so viel Energie gewinnen wie solche, die keinen Sauerstoff verbrauchen. Wenn Sie an der Wissenschaft dahinter interessiert sind, können Sie etwas über Zellatmung lesen .

In Bezug auf die grobe Morphologie? Keine Ahnung. Wie dick ist die Atmosphäre? Wie weit ist es von seiner Sonne entfernt? Wenn wir wüssten, wie dicht die Atmosphäre war, könnten wir vielleicht etwas über gültige Möglichkeiten des Fliegens und anderer Formen der Fortbewegung sagen. Angesichts der leichten Verfügbarkeit von Wasserstoff in einer stickstoffdominierten Atmosphäre könnte es, wenn die Luft dick genug ist, den aerostatischen Flug (Ballonkreaturen) zu einer einfachen und offensichtlichen evolutionären Möglichkeit machen. Außerdem ist Wasserstoff bei hohen Drücken ein ziemlich gutes Treibhausgas, und je weiter es von der Sonne entfernt ist, desto weniger signifikant wären die Temperaturschwankungen, die durch die Umrundung des Gasriesen in einer so großen Entfernung entstehen würden. Wenn Sie jedoch nicht einfach einen Tippfehler bei der Anzahl der Nullen in der Entfernung zum Gasriesen gemacht haben, ist es wahrscheinlich, dass Sie einen Feuerzyklus habenSzenario, in dem die Welt abwechselnd kocht und friert, in den gemäßigten Perioden dazwischen normales Leben stattfindet und dazwischen als Sporen überleben müssen.

Aber ansonsten (unter der Annahme, dass makroskopisches Leben in dieser Atmosphäre möglich ist ) wäre makroskopisches Leben nicht offensichtlich mehr oder weniger eingeschränkt als auf der Erde. Und die Erde hat eine Menge wirklich seltsamer Dinge hervorgebracht. Geringere Schwerkraft bedeutet, dass Tiere und Pflanzen größer und/oder graziler sein könnten, wenn alle anderen Dinge gleich sind, als sie es hier auf der Erde sind, aber wenn Sie nicht im Zeitalter der gigantischen Dinosaurier auf dieser Welt sind, wird das keinen großen Unterschied machen. Es besteht eine etwas höhere Wahrscheinlichkeit, dass Landlebewesen auf dieser Welt mehr Beine haben, um in niedrigerer Schwerkraft mehr Traktion zu bekommen, aber das ist auch keine Garantie.

Das Interessante ist die Biochemie und wie diese die Ökologie beeinflusst – das Zeug „wie sie interagieren“.

Wenn wir davon ausgehen, dass sie Wasserstoff atmen, bräuchten sie wahrscheinlich nicht so effiziente Gasaustauschstrukturen (Kiemen oder komplexe Lungen) oder Gastransportstrukturen (Hämoglobin, rote Blutkörperchen) wie Sauerstoffatmer, da Wasserstoff viel kleiner ist und leichter diffundiert als Sauerstoff. Die Atmung auf Wasserstoffbasis ist nur etwa 4- oder 5-mal weniger effizient als die Atmung auf Sauerstoffbasis, eher als der Faktor 30, den die rein anaerobe Atmung hinterherhinkt, so dass das nicht so eine große Sache zu sein scheint - und denken Sie daran, dass dies für Lebensmittel gilt Moleküle, die sich in unserer Umwelt entwickelt haben. Organismen auf dieser Welt würden wahrscheinlich Energiespeichermechanismen entwickeln, die für höhere chemische Energiedichten in ihrer Umgebung optimiert sind. Auf der anderen Seite der Energiegleichung Photosynthese in wasserstoffdominierten Atmosphärenerfordert tatsächlich weniger Energie als die Sauerstoffphotosynthese (wodurch die geringere Energiemenge ausgeglichen wird, die Heterotrophe erhalten, indem sie sie umkehren) und ist wahrscheinlich einfacher zu entwickeln; Daher ist es vielleicht tatsächlich einfacher, große, komplexe Autotrophe (dh Pflanzen) auf diesem Planeten zu bekommen, als es auf unserem war.

Wenn die Heterotrophen jedoch keine Wasserstoffatmer sind, dann funktioniert die Ökologie wahrscheinlich ähnlich wie in The Nitrogen Fix , wobei Heterotrophe überhaupt nicht atmen müssen und entweder sowohl oxidierende als auch reduzierende Nahrungsmoleküle in fester oder flüssiger Form verbrauchen. oder aber rein auf Zersetzungsreaktionen hochenergetischer Moleküle ablaufen. Das funktioniert nicht so gut für Erdlinge, aber denken Sie daran, dass wir für eine relativ höhere Temperatur und eine oxidierende Umgebung optimiert sind. Insbesondere angesichts der leichten Zugänglichkeit von bioverfügbarem Stickstoff in Form von Ammoniak auf dieser Welt können sie komplexe Stickstoffmoleküle mit viel höherer Energiedichte, wie sie gefährliche Sprengstoffe in unserer Umwelt wären, als Energiespeicher verwenden, anstatt oder zusätzlich zu Kohlenwasserstoffe und Kohlenhydrate.

Nun, wenn dieses Leben auf Kohlenstoff basiert, braucht es eine Kohlenstoffquelle. Das ist keine große Sache – wir können davon ausgehen, dass es Spuren von Methan in der Atmosphäre gibt, ein Teil dieser 0,5 % andere Substanzen, analog zu unserer winzigen Spurenmenge von Kohlendioxid, das als primäre Kohlenstoffquelle für Erdlingspflanzen dient. Wenn dies jedoch nicht vorhanden ist, müsste das Ökosystem Kohlenstoff aus Krustengestein extrahieren, was bedeuten würde, dass Pflanzen nicht atmen, Sie haben wahrscheinlich ein viel wichtigeres und umfangreicheres Netzwerk von pilzanalogen Symbionten, die Gestein abbauen, um Kohlenstoff zu extrahieren. und die Landschaft würde relativ zum Stoffwechsel viel schneller in Erde zerlegt als auf der Erde. Andererseits scheint es sehr wahrscheinlich, dass die Ökologie Methan in die Atmosphäre freisetzt, sobald das Leben es in die Finger bekommt.

Wenn das Leben auf dieser Welt nicht hauptsächlich auf Kohlenstoff basiert, dann ist das sowieso nicht wirklich relevant, aber könnte das tatsächlich passieren? Ich weiß nicht. Ich habe ernsthafte Vorschläge für Leben auf der Grundlage komplexer Stickstoff-Phosphor-Chemie gesehen, bei der NP-Paare einzelne Kohlenstoffatome ersetzen, also könnten Sie vielleicht dasselbe mit der Stickstoff-Bor-Chemie machen? Ich würde es sowieso in einem Science-Fiction-Roman kaufen. Aber das Festhalten an kohlenstoffbasiertem Leben mit Spuren von Methan als Kohlenstoffquelle scheint viel sicherer zu sein.

Auch wenn das Leben dieser Welt nicht auf Kohlenhydrate für die Struktur oder Energiespeicherung angewiesen ist, werden sie wahrscheinlich auch eine Sauerstoffquelle benötigen, nur weil Sauerstoff ein so nützliches Element in allen möglichen komplexen Verbindungen ist. Vielleicht ersetzen sie bei kryogenen Temperaturen Disulfidbrücken durch Disauerstoffbrücken. Wie die Kohlenstoffquelle ist dies ziemlich einfach zu arrangieren - es gibt wahrscheinlich eine Spurenmenge von Wasser (oder "Oxysäure", wie die Eingeborenen sagen würden), die in den Ammoniakozeanen gelöst und aus Gestein verwitterbar ist. Angesichts der Schwierigkeit, Wasser zu spalten (was Teil dessen ist, was unsere eigene sauerstoffhaltige Photosynthese so energieintensiv macht), scheint es wahrscheinlich, dass es spezialisierte, symbiotische sauerstofffixierende Mikroben geben würde, analog zu unseren eigenen stickstofffixierenden Mikroben,

Und natürlich konnte man sich die Gelegenheit für Kreaturen mit Panzern oder Knochen aus Stickstoffborid nicht entgehen lassen. :)

Schussbegriff, auf Ammoniak basierendes Leben. Ersetzen Sie langfristig alle Hydroxylgruppen durch Aminogruppen in Ihrer Lebensform und verwenden Sie Stickstoffgas als Oxidationsmittel (Wasser würde wahrscheinlich auch funktionieren). Verwenden Sie ein Carbodiimid, um das atp zu ersetzen, und sorgen Sie dafür, dass Ihre Atmungskette in der Nitrogenase endet (fixiert Stickstoff auf der Erde und erzeugt Strom). Ammoniumchlorid für die Salzsäure und Natrium für das Natriumhydroxid, PNA für die DNA und Histidin Nukleinsäure für die RNA, Ersetzen Sie den C-Terminus durch ein Carbamid. Sie müssen wahrscheinlich nicht einmal die Proteinstruktur zu sehr verändern, damit es funktioniert......