Welche stellaren Qualitäten würden es unserer Sonne ermöglichen, die menschliche Photosynthese zu unterstützen?

Ich interessiere mich für einen Charakter oder eine Rasse von Humanoiden, die dem grünen Mann im Zelt in Wolfe's Book of the New Sun ähneln .

Welche Eigenschaften müsste die Sonne haben, um eine Rasse menschenähnlicher Wesen zu unterstützen, die sich hauptsächlich auf die Photosynthese als Energiequelle verlassen? Nehmen wir an, sie essen etwas Zucker, einige Mineralien, ernähren sich aber hauptsächlich von Wasser und Sonnenlicht. Sie bewegen sich immer noch umher (obwohl sie dies bei Bedarf viel langsamer tun könnten), manipulieren Dinge mit ihren Händen und kommunizieren auf irgendeine Weise mit anderen. Vielleicht sind sie etwas kleiner als ein moderner Mensch ... nennen Sie einen 5'6 "großen Mann für die Spezies.

Gibt es speziell für unsere Sonne ein Stadium in ihrem Leben, in dem sie genug Energie abgeben würde, um dies zu ermöglichen? Ich erinnere mich an ein bisschen Photosynthese aus der Schule ... Pflanzen bekommen NADH davon oder so etwas. Gibt es einen plausiblen Weg für die Photosynthese, um ATP zu erzeugen? Was würde diese Sonne für die Umwelt und die Lebensformen der Säugetiere bedeuten?

Ich denke, dies ist eine Frage sowohl zur Sonne als auch zur Photosynthese.

Die Photosynthese produziert ATP sowie NADPH.
Danke! Ich mag diese Artikel (der zweite ist vielleicht zu technisch für mich). Allerdings interessiert mich hier auch speziell das Verhalten der Sonne als Kraftwerk. Wenn die Sonne derzeit 163 W/sq ft auf die Erdoberfläche liefert, was wäre, wenn sie plötzlich 1630 erzeugte? Ist dies ein realisierbares Szenario innerhalb der Lebenszeit unserer Sonne, und würde das auch die meisten Säugetiere töten?
menschliche Photosynthese? Da musst du rückwärts arbeiten. Der Sonne mit der Hand zu winken wäre der einfache Teil.

Antworten (2)

In einem Kommentar fragte das OP ...

Wenn die Sonne derzeit 163 W/sq ft auf die Erdoberfläche liefert, was wäre, wenn sie plötzlich 1630 erzeugte?

Es passieren schlimme Dinge.

Was Sie verlangen, ist eine 10-fache Erhöhung der Leuchtkraft , der Gesamtenergie, die die Erde von der Sonne erhält. Wie uns der Klimawandel gelehrt hat, ist das Klima der Erde bemerkenswert anfällig für kleine Erhöhungen der Energieaufnahme und -speicherung. Eine Erhöhung um das 10-fache wird ... schlechte Dinge bewirken.

Merkur erhält die 10-fache Steigerung der Solarenergie, nach der Sie suchen. Selbst ohne eine wärmespeichernde Atmosphäre ist die Temperatur am Äquator tagsüber heiß genug, um Blei zu schmelzen .

Die Venus erhält eine 2-fache Steigerung der Sonnenenergie. Seine Temperatur wird durch seine dichte Atmosphäre kompliziert, aber sagen wir einfach, es würde der Erde keinen Spaß machen, noch 2x mehr Sonnenenergie zu bekommen.

Ist dies ein realisierbares Szenario innerhalb der Lebensdauer unserer Sonne?

Ja, für bestimmte expansive Werte von "plötzlich". Nicht zu Lebzeiten. Nicht zu Lebzeiten der Menschheit. Geben Sie ihm weitere 6 oder 7 Milliarden Jahre.

Diese beiden Bilder fassen gut zusammen, was mit der Sonne in den nächsten paar Milliarden Jahren passieren wird.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

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Und würde das auch die meisten Säugetiere töten?

Oh, auf jeden Fall.

Genauso. Die Photosynthese verwendet Chlorophyll , das im Wesentlichen ein komplexes organisches Molekül ist, das durch die Photonen der Sonne angeregt werden kann. Die Photonen der Sonne können sie also in einen höheren Energiezustand schalten, der später in chemische Energie umgewandelt werden kann.

Die optimale Anregungsenergie des Chlorophylls ist genau die gleiche wie die der Sonnenphotonen.

Wenn die Sonne anders gestrahlt hätte – zum Beispiel ein Roter Zwerg –, dann wäre ein anderes Molekül für die Aufgabe entwickelt worden.

Ob Tiere die Photosynthese sinnvoll nutzen können, steht auf einem anderen Blatt.

Während die Gentechnik in naher Zukunft der menschlichen Haut Chlorophyllzellen hinzufügen und unsere Leber und unseren Stoffwechsel anpassen könnte, ist das eigentliche Problem die geringe Menge an Energie, die dadurch erzeugt wird. Betrachten Sie zum Beispiel, wie eine Kuh ihre Energie durch das Fressen von Gras erhält, im Vergleich zu der Zeit und Energie, die erforderlich ist, um dieses Gras durch Photosynthese zu erzeugen:

  1. Die durchschnittliche Körpergröße der Kuh beträgt etwa 600 kg.
  2. Sie frisst etwa 20-30 kg Gras pro Tag.
  3. So frisst es das Gras seiner Größe in etwa einem Monat.
  4. Aber dieses Gras braucht Monate zum Wachsen und hat eine Fläche von etwa 100 m^2, während die Kuh nur einige m^2 Fläche hat.

Damit ein Tier die Photosynthese als primäre Energiequelle nutzt:

  • Entweder muss der Energiebedarf um den Faktor 200-300 reduziert werden
  • oder es erfordert eine radikal andere Körperform und einen anderen Lebensstil, wie z. B. eine stark vergrößerte Oberfläche, um die photosynthetische Oberfläche zu maximieren (dafür sind Blätter an Bäumen da). Vielleicht hat es ein extrem großes flügelartiges Organ, das es im Schlaf in der Sonne ausbreiten könnte.

Ich möchte auch erwähnen, dass kaltblütige Tiere viel weniger Energie zum Überleben benötigen.

Selbst unter der Annahme, dass die photosynthetischen Tiere wie Reptilien oder Fische wechselwarm sind und eine große Oberfläche haben, können sie eine Breite von 30 Zentimetern nicht überschreiten ( Quelle ). Das ist die harte Grenze, fürchte ich.
Es gäbe also keine Situation, in der eine erhöhte Leuchtkraft unserer Sonne die Photosynthese zu einem praktikableren Prozess für ein aktives Tier machen könnte? Sagen wir, das "Volumen" der von der Sonne abgegebenen Photonen stieg plötzlich um das 100-fache an ... gibt es ein Verhältnis von Lichtenergie zu Energie, die von einem Chlorophyll gespeichert wird, und unter welchen Umständen könnte dieses Verhältnis maximiert werden?
@zzu Es würde einen etwa 3-fachen absoluten Temperaturanstieg auf der Erde verursachen. Mit einfacheren Worten: Die Temperatur würde ungefähr 1000 C betragen. Aber wie auch immer, es ist so eine weiche erdwissenschaftliche Frage.
@zzu Es gibt eine andere Möglichkeit: Wenn das Tier einige Monate lang photosynthetisiert und dann einen Tag lang aktiv ist. Wenn seine Photosynthese irgendwie viel effizienter ist und es kaltblütig ist, reicht vielleicht eine Woche Photosynthese aus, um einen Tag voller Aktivität zu unterstützen. Aber so ist es eine biologische Frage.
„Die optimale Anregungsenergie des Chlorophylls ist genau die gleiche wie die der Sonnenphotonen.“ Nicht im Entferntesten wahr. Chlorophyll absorbiert hauptsächlich Rot und Blau, weshalb Pflanzen grün sind. Die Spitzen der Sonnenstrahlung liegen bei etwa 500 nm (grün). Chlorophyll ist also sehr schlecht an das Sonnenspektrum angepasst.
Welche stellaren Qualitäten würden es unserer Sonne ermöglichen, die menschliche Photosynthese zu unterstützen?
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