Wie würde ein frei schwebendes Ökosystem auf einer Meereswelt funktionieren?

Auf dem Mond Titan befindet sich jenseits der anfänglichen Eisschicht eine ganze Ozeanschicht. Wenn Sie weiter nach unten gehen, treffen Sie auf Eis VI (das immer Eis ist, nur mit einer dichteren Kristallstruktur). Diese tiefere Eisschicht entsteht durch schieren Druck.

Vermutlich wird Ihre Ozeanwelt einen Punkt haben, der tief genug ist, dass der Druck zu groß ist, als dass das Wasser flüssig bleiben und sich in Eis verwandeln würde. Es spielt keine Rolle, dass der Kern von Titan fest ist. Euer Planet könnte durchaus durch und durch aus Eis bestehen.

Das Problem wäre der Rest, das heißt, alles organische Leben ist aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel aufgebaut. Sie können nur zwei davon aus dem umgebenden Wasser gewinnen. Soweit wir wissen, könnte ein Wasserplanet ohne andere Elemente als Wasserstoff und Sauerstoff kein Leben erhalten. Sie müssten zulassen, dass das Wasser reich an anderen Mineralien ist, um ein blühendes Ökosystem zu rechtfertigen. Je weniger Mineralien vorhanden sind, desto weniger Lebensformen werden Sie auf einem solchen Planeten wachsen sehen.

Meine Idee ist, dass Mineralien aus Meteoriten stammen, die im Laufe der Jahrtausende in den Ozeanplaneten eingeschlagen sind. Diese Meteoriten würden wie Unterwasserinseln schwimmen und zu schwer sein, um an der Oberfläche zu bleiben, aber zu leicht, um unter der zermalmenden Eisschicht VI zu sinken.

Pflanzen können auf diesen Inseln wachsen, und wie bei einem Korallenriff würden Sie feststellen, dass das meiste Leben ausschließlich auf diesen Inseln wächst. Das soll nicht heißen, dass zwischen Inseln kein Leben existieren könnte, aber sie wären größere Kreaturen und könnten wahrscheinlich schnell genug schwimmen, um andere Inseln zu erreichen.

Während das Leben in der Nähe des Bodens leben würde, glaube ich nicht, dass das Leben die Eisschicht jemals physisch berühren würde, da es wahrscheinlich schnell über allem gefrieren würde, was es berührt, Pflanzen oder anderes.

Schauen wir uns zuerst die Produzenten an; Sie stehen an der Basis der Nahrungspyramide, und sobald sie dort sind, kann sich ein vollständiges Ökosystem bilden. Pflanzen brauchen zum Wachsen vier grundlegende Dinge: Luft, Wasser, Nährstoffe und Sonnenlicht. Du hast Luft, du hast Sonnenlicht und ich bin mir ziemlich sicher, dass du dort etwas Wasser haben könntest. Das Problem sind die Nährstoffe.

Pflanzen haben sich auf der Erde aus Algen und anderen einfachen Pflanzen entwickelt, die im Wasser leben. Ihre Nährstoffe beziehen sie aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Phosphor. Es ist also Sauerstoff im Wasser, aber der Rest ist nicht vorhanden. Sie müssen also die anderen Mineralien von etwas außerhalb des Planeten erhalten.

Dies könnten zwei Dinge sein – in Meteoriten vorhandene Mineralien oder künstlich eingebrachte Mineralien. Ich nehme an, Sie möchten, dass die Evolution ganz natürlich verläuft, daher ist die Vorstellung einer intelligenten Rasse, die Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor in die Meere des Planeten einbringt, möglicherweise nicht zufriedenstellend.

Ich habe die anderen Antworten noch nicht gelesen, aber ich wäre nicht überrascht, wenn jemand anderes nicht dem gleichen intellektuellen Faden gefolgt wäre, bis er zu dem Schluss gekommen wäre, dass Meteoriten wahrscheinlich die wahrscheinlichste Option sind. Die Boliden könnten mit Knoten dieser entscheidenden Mineralien geschnürt sein, die in den umgebenden Ozean und damit in Aliens des Weltraumzeitalters ausgestoßen werden.

Nicht wirklich. Das gibt uns die Bausteine ​​für einfache Algen-Lebensformen, aber es ist noch ein weiter Weg, bevor Fischmenschen die Erde erobern können. Wir nennen diesen Weg Evolution.

Meine ursprüngliche Taxonomie der Evolution besteht also darin, dass sie aus 3 sehr eng miteinander verbundenen Prozessen besteht – Verbesserung, Komplikation und Selektion. Hinweis: Ich bin kein Evolutionsbiologe und behaupte nicht, dass dies eine genaue Zuordnung ist, es ist eher eine vereinfachte Art, sie aufzuschlüsseln.

Für Pflanzen bedeutet Verbesserung normalerweise effizientere Fortpflanzungssysteme, die es ihnen ermöglichen, sich schneller zu vermehren und zu vermehren. Pflanzen werden jedoch auch ihre Systeme verbessern, um schwimmfähig zu bleiben, Nährstoffe zu verbrauchen, ihre Struktur zu unterstützen, Nährstoffe zu transportieren und Photosynthese zu betreiben. Sie wissen vielleicht, dass Algen Einzeller sind, daher sind solche Systeme weniger greifbar oder manchmal gar nicht vorhanden. Ich empfehle Ihnen, sich anzusehen, wie sich Algen zu mehrzelligen Pflanzen entwickelt haben, um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, wie diese Systeme entstehen würden.

Der nächste Prozess in meiner Kategorisierung der Evolution ist also die Komplikation. Wenn Sie sich dieses Bild des ehrwürdigen spekulativen Biologen CM Kosemen (Sie kennen ihn vielleicht als Nemo Ramjet) ansehen, können Sie den gewaltigen Unterschied zwischen der ersten Artengeneration und der achten Generation erkennen.

Wenn wir uns die reale Welt ansehen, ist die Anatomie eines Haikuicthyan ähnlich viel einfacher als die eines modernen Rotlachses. Dies ist sehr eng mit dem letzten Prozess – der Verbesserung – verbunden, denn bei der Verbesserung müssen die Systeme eines Organismus komplexer werden. Also, um es zusammenzufassen, Ihre Pflanzen würden sich im Laufe der Zeit zu komplexeren Formen entwickeln.

Nun zum dritten Prozess, der Selektion (wieder eng verbunden mit den beiden vorherigen Mechanismen). Natürliche Auslese ist natürlich die Art und Weise, wie die Natur mit Überlebensunfähigen umgeht. Dazu gehören genetische Aberrationen, deren anomale Eigenschaften ihre Überlebensfähigkeit behindern. Zum Beispiel gibt es einen Grund, warum Sie nicht viele wilde Albino-Tiere sehen – sie leben einfach nicht so lange in freier Wildbahn. Aber auch genetische Anomalien können durch Selektion begünstigt werden. Schauen Sie sich zum Beispiel Hemeroplanes triptolemus an, die berühmte Schlangenraupe. Es ahmt eine giftige Viper nach, um Raubtiere abzuschrecken. Sie sind wahrscheinlich aus wenigen Raupen mit einem ungewöhnlichen Muster von Flecken auf dem Kopf hervorgegangen, das vage wie eine Schlange aussah. Diese Raupen würden seltener gefressen, und je mehr gefleckte Raupen, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass sie miteinander brüten, und die Flecken werden mit jeder Generation immer feiner, bis Sie eine neue Art haben.

Dann gibt es noch einen weiteren Aspekt der Selektion, die Auslöschung. In der Natur gibt es zwei Formen des Erfolgs: Anpassungsfähigkeit und Spezialisierung. Beispielsweise haben sich die einfachen Muschelgattungen seit der Zeit der Dinosaurier nicht verändert. Sie finden sich nicht an der Spitze der Nahrungskette wieder, weil sie nicht spezialisiert sind, aber sie überleben noch Dutzende von Millionen von Jahren. Wenn Sie dann zu den höheren Schichten der trophischen Pyramide schauen, haben Sie die allgegenwärtigen Fleischfresser und darunter die Huftiere. Man könnte sie auch erfolgreich nennen, denn sie sind perfekt an ihre Umgebung angepasst. Aber die durchschnittliche Gattung der Fleischfresser/Huftiere überdauert nur 6-8 Millionen Jahre. Sie gehen nicht gut mit dem Klimawandel um, und die Welt verändert sich ständig. So,

Sie fragen sich vielleicht, warum ich Ihnen so viel allgemeine Evolution beibringe? Nun, Stack Exchange kann Ihnen eine grundlegende Vorstellung von einem Plan geben, aber es liegt an Ihnen, Ihre Entwicklung zu verfeinern und fortzusetzen. Mit einer Zusammenfassung der Evolution, die häufig mit Ihrem Planeten verglichen wird, verschafft Ihnen dies einen Vorsprung im Solo-Territorium des Weltenbaus.

Die Grundpflanzen auf eurer Welt, denke ich, würden wie Seerosenblätter aussehen, mit einer schwimmfähigen Struktur, um sie über Wasser zu halten und die anderen Organe unter Wasser zu halten. Dann könnten Sie Pflanzen haben, die auf ihren Stängeln oder Epiphyten wachsen, ähnlich wie dieser echte Baum und die Pflanzen, die er trägt:

In einem meiner Exobiologie-Projekte postulierte ich, dass sich schwimmende schwammartige Organismen entwickeln könnten und eine feste Oberfläche für die Entwicklung von "terrestrischem" Leben bieten könnten. Wenn so etwas auf Ihrem Planeten passieren könnte, könnte es Leben wie Algen und Korallen usw. geben. Außerdem können Pflanzen auf sich langsam bewegenden Organismen wachsen, wie das Moos auf diesem Dreifingerfaultier:

Sobald Sie also Pflanzen haben, können Sie schließlich Organismen entwickeln, die sich von ihnen ernähren. Damit meine ich natürlich Tiere. Viele frühe Tiere waren benthisch, aber das wird in einer Welt ohne Meeresboden nicht möglich sein. Aber all diese Tiere haben sich hauptsächlich entwickelt, weil dort alle Pflanzen waren – auf dem Meeresboden. Auf eurem Planeten sind die Pflanzen näher an der Oberfläche, also wären die ersten Tiere wahrscheinlich einfache, schwimmende Kreaturen, die sich von den Pflanzen ernährten. Der effizienteste Weg, dies bei einem wurmähnlichen Tier zu tun (Die Mehrheit der heutigen Tiere sind Würmer wie Anneliden, Plathelminthen und Nematoden, und sie waren wahrscheinlich einige der ersten.) besteht darin, eine Öffnung an der Vorderseite zum Verzehr von Nahrung zu haben, und ein weiterer auf der Rückseite zum Ausstoßen des Abfalls. Im Laufe der Evolution konnten sich Würmer in glockenförmige Tiere verwandeln und Ihnen Nesseltiere geben, oder sie könnten robuster werden und fischähnliche Kreaturen bilden. Die einfachsten Fische sind heute Neunaugen, und sie sehen ziemlich wurmartig aus, also ist es möglich, dass sich Würmer auf einer anderen Welt zu ähnlichen Kreaturen entwickeln könnten.

Dann, Sie kennen den Bohrer, entwickeln sich die Neunaugen zu Fischen mit Knorpelknochen und Knochenfischen und all dem (ich schlage nicht vor, dass Sie den Fisch der Erde abreißen, aber das grundlegende stromlinienförmige Design ist ziemlich erfolgreich.)

Es gibt einige Dinge, zu denen sich Fische entwickeln könnten, die auf der Erde noch nicht passiert sind. Was ist zum Beispiel, wenn die Fische lernen, Luft zu atmen? Und denken Sie nicht, dass dies Land erfordert - schauen Sie sich nur Lungenfische an. Sie entwickelten "Lungen" von aquatischen Vorfahren. Dieser hier wurde von einem lebenden Typen ausgegraben, eingehüllt in einen Kokon auf dem Trockenen.

Es gibt viele Möglichkeiten, die mit der Luftatmung einhergehen. Eine davon ist, dass sich Fische entwickeln könnten, um die Oberseiten der "Seerosenblatt" -Pflanzen zu besiedeln, um sich fortzupflanzen oder Raubtieren auszuweichen. Dies könnte Ihnen im Wesentlichen Fische geben, die wie Flossenfüßer aussehen ...

Wunderbar. Die andere Möglichkeit, an die ich dachte, ist, dass das Atmen von Sauerstoff dem Gehirn mehr Energie zuführt als das Verwenden von Kiemen. Dies könnte dazu führen, dass sich eine intelligente Spezies entwickelt (ich habe ein persönliches Projekt, das sich um eine Rasse namens Vendrikk dreht, schlangenartige Wassertiere, die schließlich eine industrielle Zivilisation geschaffen haben.) Um intelligent zu werden, bräuchten sie Intelligenz, bereitgestellt durch Sauerstoff, Manipulatoren, was sein könnte Klauen, Tentakel, sogar Greifzungen und Zusammenarbeit. Sie könnten dies tun, um in Rudeln zu jagen oder um sich zu schützen.

Nun, ich muss jetzt gehen, und ich weiß, dass es eine massive Antwort war, tut mir leid, wenn es zu lang ist. Ich hoffe, es hat Ihnen geholfen, und ich wünsche Ihnen alles Gute für Ihr Exobiologie-Projekt. Fröhliches Worldbuilding!

Planeten sind nicht immer homogen.

Obwohl der Kern Eis ist, wie Sie sagen, verursachen verschiedene Gezeitenkräfte von seinen Monden über seine eigene Umlaufbahn und Rotation sowie unregelmäßiges Erhitzen und Abkühlen seiner Oberfläche und Atmosphäre unterschiedliche Spannungen im Kern, was bedeutet, dass es möglich ist, dass ziemlich heftig lokalisiert wird oder „heiße“ Wirbel, Schlote oder Ausbrüche, obwohl der größte Teil des Kerns immer noch aus Eis besteht.

Wenn das Wasser nicht rein ist und eine bestimmte Konzentration an Kohlenwasserstoffen enthält, ist es möglich, dass diese frei schwimmende Kohlenwasserstoffklumpen bilden, die dann die Lebensfäden bilden.

Diese Ketten würden wahrscheinlich zuerst in Form von schwimmenden Bakterienketten vorliegen und einen „Klebstoff“ bilden, auf dem sich andere Organismen entwickeln können. Werfen Sie einen Blick in bakterielle mikrobielle Matten. Diese bilden sich dort, wo Kohlenwasserstoffe vorhanden sind, und sind einfach eine lose Ansammlung von Bakterien, die sich zu einer Matte vermehren.

Dann steigen die Matten an die Oberfläche, um Wärme zu gewinnen, oder schwimmen in einer bestimmten Tiefe, ideal, um Nährstoffe von unten aufzunehmen.

Es wäre ideal, wenn die Bakterien um die hydrothermale Entlüftung wachsen könnten, anstatt weggeblasen zu werden, also stelle ich mir vor, dass diese Bakterienstruktur sehr "fadenartig" und von geringer Dichte wäre, fast wie eine sehr dispergierte Suppe, wo Verbindungen und Wasserbeständigkeit wären Halten Sie die Bakterien dort, wo sie sein müssen.

Auf der Oberfläche dieser Matten können sie mit der Zeit ziemlich dick werden. Wie in Shark Bay, Westaustralien, wo Bakterien über Milliarden von Jahren Schicht für Schicht wachsen, um Stromatolithen zu bilden.

Schließlich kann das Leben vielzellig werden, und die frühesten Formen könnten algenähnliche mobile Formen sein, die zwischen bakteriengesättigten Matten wie Seetang existieren.

Dann brauchen Sie nur noch die sexuelle Fortpflanzung, ein Sauerstoffereignis, und schwupps, Sie könnten eine vielfältige Tier- und Pflanzenwelt bekommen.

Das Problem bei All-Ozean-Welten ist der Nährstofftransport. Zumindest einige werden im Sediment am Grund des Ozeans eingeschlossen.

Wenn die Erde ein normaler Planet ist, dann ist der geologische Kreislauf ein wesentlicher Teil des Nährstoffkreislaufs, insbesondere für Ca, Mg, S und P. Sie können dies entweder mit der Hand herumwinken oder sich einen anderen Mechanismus einfallen lassen. zB gibt es Bodenfresser, die sich vom Schlick ernähren, aber ein ineffizientes Verdauungssystem haben, sodass ihre Fürze Schlickwolken an die Oberfläche bringen. Oder die langfristigen Temperaturzyklen begünstigen das Sammeln und plötzliche Freisetzen von gelösten Gasen.

Die Erde hat eine durchschnittliche Meerestiefe von 12.000 Fuß. Dies würde ungefähr 9000 Fuß ergeben, wenn wir alles ausrichten würden. Versuchen Sie Folgendes: Stellen Sie einen Mond in die Nähe des Planeten. Gezeitenkräfte gehen mit dem inversen Würfel der Entfernung einher, wenn Sie also den Erdmond auf 50.000 km (1/8 der gegenwärtigen Entfernung) setzen, wären die Gezeiten 500-mal so stark. Fluten von mehreren hundert Fuß würden sowohl die Küste von Kontinenten unbewohnbar machen als auch Kontinente so schnell erodieren, wie sie sich gebildet haben. Dies würde eurem Planeten eine Mischung aus flachen und tiefen Ozeanen geben.

Wenn Sie ein klassisches Beispiel für eine Geschichte mit einer schwimmenden Ökologie sehen möchten, lesen Sie Stan Schmidts Novelle „The Demon Breed“. Dieser bestimmte Planet hat auch Kontinente und umgeht die Sache mit dem Nährstoffkreislauf.

Siehe auch Alan Fosters Roman Cachalot, in dem es um eine reine Wasserwelt geht.

Es gab etwas Ähnliches im Film Interstellar, das könnte man sich ansehen. Wie in einigen früheren Beiträgen stimme ich zu, dass es ein sehr nährstoffreicher Ozean sein müsste, um den Start für Lebensformen zu bieten.

Eine andere Sache, die ich mich fragen würde, ist, hat dieser Planet einen Mond oder mehrere Monde? Unser Mond beeinflusst uns, indem er die Gezeiten verursacht, also gehe ich davon aus, dass ein Mond rauere Meere verursachen könnte und Lebensformen gezwungen wären, sich anzupassen.

Es könnte von Bakterien ausgehen und sich dann zu einer Fisch-Essen-Fisch-Gesellschaft entwickeln. Da es sich hauptsächlich um tiefes Wasser handelt, sind Kiemen das häufigste Atemgerät. Fische könnten sich so entwickeln, dass sie gleiten können, um Raubtieren zu entkommen, und sie könnten sich sogar zu einer den Wasservögeln ähnlichen Art entwickeln. Verschiedene Arten würden sich entwickeln, um den verschiedenen Ebenen des Ozeans gerecht zu werden. Die Tiefseefische sind wahrscheinlich sehr schwammig, da es dort unten kalt ist. Höchstwahrscheinlich hat alles einen Luftsack, der als Lebensretter fungiert. Die Dinge bündeln sich wahrscheinlich, wenn sie schlafen gehen.

Ich bin mir nicht sicher, ob irgendetwas auf dem Eiskern leben würde. Der Druck wäre enorm, obwohl sich etwas aus Bakterien entwickeln könnte, aber völlig anders aussehen würde als die Lebensformen oben. Dies ist der einzige Ort, an dem Pflanzen mit Wurzeln möglicherweise leben könnten, es sei denn, sie hätten komischerweise lange Wurzeln, die bis zum Kern reichen.

Wenn Sie eine empfindungsfähige Lebensform wollten, wäre eine Mer-Rasse wahrscheinlich die beste Idee. Sie würden sich jedoch ein wenig von der typischen Idee unterscheiden und sich aus Fischen statt aus Menschen entwickeln. Sie haben wahrscheinlich eine Art natürliche Waffe, mit der sie sich gegen Raubtiere verteidigen können. Ihre Hände, die sich aus Flossen entwickelt haben, werden wahrscheinlich zunächst ähnlich aussehen wie ein Seeotter oder eine Löwenpfote. Sie könnten Materialien wie Pilzmatten und Pflanzen und vielleicht Knochen verwenden, um Unterstände zu bauen.

Pflanzen könnten etwas später kommen, und Meerespilze könnten sich ebenfalls entwickeln. In frei schwebenden Pflanzen, Pilzen und Korallen könnten sie sich nur an anderen Lebensformen wirklich verankern. Sie könnten einen parasitären Lebensstil annehmen und sich an Fischen und sogar anderen Pflanzen verankern. Eine andere Theorie besagt, dass sie in großen Schulen zusammenklumpen, riesige schwimmende Matten bilden und Luft verwenden, um eine Art Ballast zu erzeugen, der sie daran hindert, entweder zu sinken oder an der Oberfläche zu bleiben.

Wie würde ein frei schwebendes Ökosystem auf einer Meereswelt funktionieren?

Ich werde weitermachen und sagen, es würde nicht.

Soweit wir wissen, benötigt das Leben 3 Komponenten in Kombination. Nährstoffe, die sich zu komplexen, selbstreplizierenden Molekülen (RNA und DNA auf der Erde) formen, Energie, um diesen Prozess voranzutreiben, und eine Art Lösungsmittel (Wasser auf der Erde), damit sich die Nährstoffe vermischen können. Theoretisch könnte sich irgendeine Form von Leben in einem organischen Lösungsmittel wie Benzol oder was auch immer entwickeln, aber wir können es nicht mit Sicherheit sagen.

Ihre Wasserwelt hätte eine Fülle von einer Komponente, aber einen deutlichen Mangel an mindestens einer der anderen beiden an derselben Stelle. Diese Nährstoffe, die die Bausteine ​​des Lebens bilden, sind und/oder werden in der Regel in Formen geliefert, die schwerer als Wasser sind. Sie würden also sinken. Was Sie zu dem großen Problem bringt, das Sie haben werden, Nährstoffe. Selbst wenn Sie einen Weg gefunden haben, sie in ausreichenden Mengen zu liefern, damit sich Leben bilden kann (Asteroiden, was auch immer), haben Sie ein großes Konzentrationsproblem. Eine Gigatonne Phosphor (oder was auch immer) wird Ihnen nicht viel nützen, wenn es in Ihrer Ozeanwelt auf 3 Teile pro Million verdünnt wird, noch wenn es in den eisigen Kern sinkt, wo keine Energie vorhanden ist, um die chemischen Reaktionen anzutreiben, die zur Erzeugung von Komplexen erforderlich sind Moleküle.

Betrachtet man die Erde, so entwickelte sich Leben an Orten, an denen Wasser und Land aufeinander treffen – das Land lieferte Nährstoffe und einen bequemen Anker, um die Bausteine ​​des Lebens vor dem Verdünnen zu bewahren, das Wasser lieferte ein Lösungsmittel, in das sie sich einmischen konnten, und die Energie wurde bereitgestellt entweder durch EM-Strahlung oder geothermische Quellen. Ich sehe keine Möglichkeit für die drei Komponenten, in einer Welt zu existieren, die nur aus Wasser besteht - wo Sie vielleicht Konzentration bekommen, wenn mineralreiche Asteroiden in den Kern sinken, Sie keine Energie haben, und wo Sie Energie haben (in der Nähe der Oberfläche), haben Sie keine ausreichenden Konzentrationen der Bausteine ​​des Lebens.

Sie brauchen Pflanzen, die auf der Oberfläche schwimmen, a la Perelandra von CS Lewis .

Für Mineralien brauchen Sie entweder wirklich lange Wurzeln auf den schwimmenden Pflanzen oder etwas, das das tiefe, mit Mineralien beladene Wasser an die Oberfläche zieht, wo die schwimmende Pflanzenwelt sie nutzen kann.

Einfach. Sie bauen die schwimmende Plattform. Pflanzen Sie einen Wald. Lassen Sie alle Arten von Insekten frei. Vögel freilassen. Befreie einen Fuchs. Warte einfach eine Million Jahre und beobachte dann, wie es sich entwickelt hat.