Würde eine Art, die sich für sehr hohen Umweltdruck entwickelt hat, notwendigerweise bei niedrigerem Druck sterben?

Viele der Effekte ähneln denen, denen Menschen ausgesetzt sind, wenn sie sehr niedrigen Drücken ausgesetzt sind. Hier sind ein paar:

Es wird schwerer zu atmen

Der Gasaustausch über Dinge wie Lungen oder Kiemen hängt vom Sauerstoffpartialdruck auf diesen Oberflächen ab. In einer Umgebung mit niedrigem Druck wird jede Kreatur, die auf das Atmen von Sauerstoff angewiesen ist, einer Hypoxie ausgesetzt, die tödlich sein kann. Dies kann bis zu einem gewissen Grad durch Akklimatisierung überlebt werden, aber kein Mensch hat längere Zeiträume mit mehr als etwa der Hälfte davon gelebt.

Um diese Veränderung zu überleben, müsste eine Kreatur entweder eine höhere Sauerstoffkonzentration oder eine Druckluftversorgung erhalten. Für eine langfristige Behausung in einer ansonsten atembaren Atmosphäre könnte dies aus einem Luftkompressor bestehen. Da die Lunge platzen würde, wenn ihr Druck das Hundertfache des äußeren Luftdrucks betragen würde, würde dies auch einen Druckanzug erfordern, wie ihn Astronauten tragen.

Ein niedriger Sauerstoffpartialdruck ist das Hauptproblem, mit dem Bergsteiger konfrontiert sind, aber sie sind nur mit einem Druck von etwa 1/3 des normalen Luftdrucks konfrontiert. Bei niedrigeren Drücken kommen andere Probleme ins Spiel.

Einige Substanzen ändern die Phase

Dies ist etwas, dem Astronauten begegnen, wenn sie ins All fliegen. Blut und andere Flüssigkeiten im menschlichen Körper beginnen bei niedrigem Druck zu kochen. Für einen Organismus, der entwickelt wurde, um bei Hunderten von MPa zu überleben, kann der Körper Flüssigkeiten enthalten, die nur unter hohem Druck flüssig sind. Ebenso können einige feste Strukturen bei niedrigen Drücken flüssig werden.

Astronauten stehen vor diesem Problem, wenn sie ins All fliegen. Es erfordert einen Druckanzug, um überleben zu können, da Ihr Körper nicht mit Gas für Blut arbeiten kann.

Schauen Sie sich zuerst diesen Artikel an , der beschreibt, wie Tiefseefische konditioniert werden können, um bei atmosphärischem Druck zu leben. Die Tiefen, von denen sie sprechen, liegen im Bereich von mehreren zehn MPa (Hunderte von Atmosphären). Grundsätzlich stellen sie fest, dass eine langsame Verringerung des Umweltdrucks den Fischen das Überleben ermöglicht.

Dies ist ähnlich wie bei Tauchern. Wenn sie schnell aufsteigen, können die sich ausdehnenden Gase in ihrem Körper tödlich sein, aber ein langsamer Aufstieg gibt dem Gas genug Zeit, um aus dem Körper zu entweichen.

Laut Wikipedia hätte ein kugelförmiger Tank, der 100 MPa Druck aufnehmen kann und beispielsweise aus einem Verbundmaterial mit einer Zugfestigkeit von einigen GPa besteht, einen Radius, der etwa dem 50-fachen seiner Dicke entspricht, was nicht unangemessen ist. Es wäre also wahrscheinlich möglich, dass Hochdruckwesen in einem solchen Tank eine lange Dekompressionsphase durchlaufen und schließlich in einer Art Raumanzug (oder sogar ohne Anzug, wenn sie damit überleben können) bei nahezu atmosphärischem Druck überleben können nur 1 Atmosphäre Druck).

Das einzige Problem mit einem Raumanzug ist, dass jeder erhebliche Druck dazu neigt, den Anzug wie einen Ballon aufzublasen, was es schwierig macht, sich zu bewegen. Selbst in der Schwerelosigkeit sind Astronauten bei Weltraumspaziergängen erschöpft, nur weil sie die Gelenke in ihren Anzügen beugen müssen.

Beachten Sie jedoch, dass Dinge wie Temperatur und Sauerstoffgehalt weniger einstellbar sind. Der Partialdruck von Sauerstoff ist der Gesamtdruck multipliziert mit dem Sauerstoffanteil der Atmosphäre. Der normale Partialdruck beträgt 21 kPa, unter einem bestimmten Wert ersticken Sie (Grenzwert liegt irgendwo um den Wert für den Gipfel des Mont Everest ( 43 mmHg , oder 5,7 kPa) - Menschen können dort ohne Sauerstoffflaschen klettern, aber es ist schwer und sie können dort nicht bleiben), und oberhalb von etwa 30 kPa wird der Sauerstoff tatsächlich giftig (langsam kann der Taucher immer noch 45 min bei 160 kPa verbringen). Ihre Wesen müssten wahrscheinlich eine spezielle Gasmischung atmen, so wie Astronauten in ihren Raumanzügen eine Mischung mit niedrigem Druck und hohem Sauerstoffgehalt atmen.

Wenn wir Menschen in große Höhen gehen, bringen wir zusätzlichen Sauerstoff mit, um mit jedem Atemzug genug davon zu bekommen. Zum Tiefseetauchen müssen wir spezielle Luft mit einem geringeren Sauerstoff- und Stickstoffanteil mitbringen, damit wir nicht zu viel bekommen und vergiftet werden.

Bei Hunderten von MPa können die Chemikalien, die wir in ihrer Gasform kennen, als Flüssigkeiten oder als gelöste Stoffe in einer starken flüssigen Lösung vorliegen. Kohlendioxid beispielsweise würde keine Blasen bilden.

Welche Überlebensausrüstung benötigt wird, hängt von der Konzentration dieser Chemikalien ab.

Ich schlage eine Kreatur vor, die tief in einem Ozean lebt, wo ungefähr die gleiche Sauerstoffkonzentration wie an der Erdoberfläche, aber eine viel höhere Kohlendioxidkonzentration vorhanden ist. Die Kreatur würde einen Neoprenanzug tragen wollen, damit ihre Haut nicht austrocknet, und eine Art Irrigator, um sauerstoffreiches Meerwasser auf ihre Kiemen zu gießen.

Da es an eine hohe Kohlendioxidkonzentration gewöhnt ist, enthält sein Blut normalerweise so viel davon, dass es bei 100 kPa wie eine geschüttelte Cola sprudeln würde. Um an der Erdoberfläche zu überleben, trägt die Kreatur einen Injektor, der eine Säure in ihren Blutkreislauf pumpt, um die Kohlensäure zu kompensieren, die bei dem niedrigen Druck schnell durch die Kiemen verloren geht. Ohne den Injektor würde der Blut-pH-Wert der Kreatur ansteigen und ihren Stoffwechsel unkontrolliert beschleunigen. Seine Muskeln würden dann anaerob so schnell Kohlendioxid produzieren, dass die Kreatur die Biegungen bekommen und gewaltsam sterben würde.

Eine Sache, über die man nachdenken sollte, ist, was mit Menschen passiert. Wenn wir auf einen Berg steigen, fällt es uns viel schwerer zu atmen (zumindest bis wir uns daran gewöhnt haben.

Wenn wir dagegen in die Tiefe gehen und wieder hochkommen, müssen wir wegen „der Kurven“ Vorsicht walten lassen. Ich denke, verschiedene Luftmischungen helfen, diese Situation zu lindern, aber lange Zeit mussten die Leute in einem Drucktank bleiben und sich langsam wieder an den normalen Druck gewöhnen, die Zeitdauer hing davon ab, wie lange sie unten waren und wie tief sie gingen.

Die Biegungen für diejenigen, die nicht wissen, dass gelöste Gase zu Blasen im Blut werden, wenn sie zu schnell dekomprimiert werden, was alle Arten von Schmerzen und möglicherweise den Tod verursacht. Diese Art von Dingen wäre am lästigsten. Eine Leiche aus der Tür der Raumstation zu werfen, würde sie nicht explodieren lassen, zumindest nicht aufgrund des Druckunterschieds, vielleicht könnte es durch unbeständiges Einfrieren so aussehen.

Wenn der Unterschied ausreicht, könnte es so sein, als würde man auf dem Gipfel des Everest eine Sauerstoffmaske brauchen, damit das Wesen bekommt, was es braucht, vielleicht sogar eine Druckmaske, wenn der Druck im Absorptionsprozess wichtig ist.

Ich erinnere mich, dass ich von abgrundtiefem Leben gehört habe, dass sie auf den Druck angewiesen sind, Enzyme richtig zu formen, Proteine ​​zu falten usw. Im Allgemeinen ändert sich die organische Chemie .

Da diese Frage erfolgreich beantwortet wurde, werde ich nur Links für eine detaillierte Studie zu diesem Thema präsentieren:

https://en.wikipedia.org/wiki/Decompression_sickness

http://www.nature.com/scitable/blog/saltwater-science/do_whales_suffer_from_decompression

http://www.whoi.edu/oceanus/feature/even-sperm-whales-get-the-bends