Welche Bedingungen würden eine Luftfilterbeschickung erfolgreich machen?

Prämisse

Auf der Erde gibt es in den Meeren zahlreiche filternde Arten, große und kleine, die sich von den mikroskopisch kleinen Nährstoffen und Organismen ernähren, die in der Strömung treiben. Das größte Tier, das die Evolution hier hervorgebracht hat, ernährt sich von einigen der kleinsten. Tropische Korallenriffe sind das beste Beispiel, aber als Strategie gibt es Beispiele von Pol zu Pol und von den sonnenerwärmten Untiefen bis in die Tiefen des Abgrunds.

Stellen Sie sich eine Welt mit terrestrischen Umgebungen vor, in der sich zahlreiche Organismen – sowohl ortsfeste als auch bewegliche – entwickelt haben, um dasselbe zu tun und von Pollen, Sporen, Samen und anderen biologischen Stoffen zu leben , die durch die Luft treiben . Ohne notwendigerweise Netze oder Schleim zu verwenden, einfach seinen Mund oder zweckgebundene Anhängsel zu öffnen und die Luft zu schöpfen, kann sich ein Organismus für eine Saison ernähren und/oder seine Ernährung ergänzen. Wie auf der Erde gibt es Biome (vielleicht das Äquivalent tropischer Regenwälder), in denen dies allgegenwärtig ist, und andere, in denen es weniger verbreitet ist (vielleicht die Pole), aber es ist im Wesentlichen so verbreitet wie die Filternahrung im Ozean.

Ich gehe davon aus, dass eine Welt, die diese Art von weit verbreiteter Fütterungsstrategie unterstützen kann, längere Perioden der Pollen-, Samen- und Sporenproduktion benötigen würde, was auf minimale saisonale Schwankungen im Laufe des Jahres und ein hohes Maß an Konkurrenz hindeutet. Es deutet auch darauf hin, dass es nicht genügend Bestäuber gibt, um die Arbeit manuell zu erledigen, oder dass die Verbreitung von Pollen / Sporen in der Luft erfolgt, um Bestäuber und Raubtiere zu bekämpfen, die mehr verbrauchen, als sie sich ausbreiten.

Hinweis: Ich unterscheide zwischen Filterfütterung und Prädation von fliegenden Organismen mit Netzen und dergleichen, da dies bereits eine erfolgreiche Strategie ist.

Frage

Welche Bedingungen – atmosphärische Zusammensetzung und Dichte, Neigung (wie oben, ich vermute eine geringe bis keine Neigung), Evolutionsgeschichte usw. – würden direkt zum Erfolg einer solchen globalen Strategie beitragen und wie?


Verwandte: Landkorallen- und Filterfütterung, gefragt von metal_maelstorm

Terrestrische Umgebung? Wie irdisch? Kann es vielleicht eine dichtere Atmosphäre haben?
Das ist die Frage.
Mögliches Duplikat: worldbuilding.stackexchange.com/questions/3303/… Ich würde genauso antworten.

Antworten (7)

Die erste Voraussetzung ist eine geringe Schwerkraft, damit Materialien noch leichter in die Luft gelangen und bleiben können.

Zweitens ist eine relativ dichte Atmosphäre oder so dicht wie möglich in der Schwerkraft. Dies würde starke Luftströmungen und Stürme unterstützen, die auch dazu beitragen würden, die Dinge in der Luft zu halten.

Wenn es viel unwegsames Gelände wie hohe Berge mit schweren Stürmen im Flachland gäbe, könnte es viel Pflanzenmaterial zerstören und es hoch in die Luft fegen. Dies könnte wiederum Arten dazu ermutigen, sich in größere Höhen zu bewegen. Die geringe Schwerkraft, die relativ hohe Dichte und die starken Winde ermutigen Pflanzen, Pollen und Samen über die Luft zu verbreiten, anstatt sich auf Bestäuber zu verlassen.

Es gibt tatsächlich Tiere auf der Erde, die sehr lange in der Luft bleiben. Mauersegler bleiben monatelang in der Luft und landen im Allgemeinen nicht zwischen den Brutzeiten. Mauersegler ernähren sich hauptsächlich von Insekten wie Bienen, Wespen, Libellen, fliegenden Ameisen etc.

Mauersegler sind also nicht genau das, wonach Sie suchen, aber sie kommen näher. Eine solche Art könnte von Interesse sein und würde sicherlich in einer Umgebung mit geringer Schwerkraft gefördert werden.

In einer Umgebung mit niedrigem G und hoher atmosphärischer Dichte landen Sie möglicherweise sogar bei natürlichen Aerostaten – Tieren, die Traggas produzieren, um sich über Wasser zu halten (Methan vielleicht), ähnlich wie ein Luftschiff. Angesichts der Tatsache, dass das allgemeine Erscheinungsbild eher einem schwimmenden Wal ähnelt, trifft das den „Filterfresser“-Nagel auf den Kopf.

Die Lebensfähigkeit der Filterfütterung hängt vollständig von der Lebensfähigkeit des Aeroplanktons und des anderen organischen Materials in der Luft ab. Daran führt eigentlich kein Weg vorbei, denn die Filterfütterung ist nur sinnvoll, wenn eine hohe Fülle an Dingen herumschwimmt.

Einfach ausgedrückt, Luftfilterbeschickung findet überall dort statt, wo hohe Konzentrationen an organischem Material durch die Luft schweben. Es gibt einige Möglichkeiten, dies zu optimieren.

Effekte im Planetenmaßstab

1) Verringerte Schwerkraft

Dies ist das offensichtlichste. Wenn es schwierig ist, auf der Erde in der Luft zu bleiben, dann ist es offensichtlich, dies auf unserem Planeten einfacher zu machen. Es ist einfach, auf 0,25 zu kommen g und Sie können es wahrscheinlich auf 0,10 drücken g ohne zu viele große planetare Probleme.

2) Erhöhte Atmosphärendichte

Auch hier werden wir die Auftriebsgleichung verwenden, also je schwerer wir das Material machen können, das wir verdrängen, desto einfacher wird es, über Wasser zu bleiben.

Lokale Effekte

3) Fokussierungsmechanismen

Filtrierer sind nicht überall im Ozean zu finden. Sie wählen ihre Standorte sehr spezifisch aus, oft nach Gebieten, in denen es einen konstanten Fluss von Plankton und Nährstoffen gibt. Im Ozean bedeutet dies Bereiche mit Auftrieb und Bereiche mit hoher Strömung.

Wenn unsere oberirdischen Filtrierer immer noch denen der Erde im Wasser ähneln, würden wir sie in Gebieten mit beständigem atmosphärischem Auftrieb finden – dem aufsteigenden Zweig der Hadley- und Ferrel-Zellen. Hier würden alle Materialien in der Atmosphäre gegeneinander und nach oben getragen, bis sie nicht mehr von der Luft getragen werden können, dann würden sie herausfallen und auf unsere Filtrierer gelangen. Genau wie die Biome des gemäßigten Regenwaldes würden diese Biome in der Nähe des Äquators und bei 60 Grad N/S gefunden werden.

Sie wären zum Beispiel auch in lokalisierteren Bereichen von Einlauftälern zu finden. Wenn der Wind durch Täler streicht, ist er oft konzentriert, was ihn zu einem idealen Ort macht, um ihn herauszufiltern. Die hier lebenden Organismen würden wahrscheinlich tagsüber Höhlen bewohnen und nachts mit ihren fressenden Anhängseln herauskriechen, um zu jagen, ganz im Avatar-Stil.

4) Bereiche mit hohem Nährstoffgehalt

Genau wie im Ozean wären Bereiche mit hoher Nährstoffkonzentration lebenswichtig. Im Ozean sind dies Bereiche wie hydrothermale Quellen. Für die Luft wären dies Gebiete in der Nähe von Wüsten. Viele Mineralien sind im Staub zu finden, und Wüsten sind große Quellen von Staub und damit Mineralien, die für alles wichtig wären, was versucht, in der Nähe zu wachsen. Dies wäre ein weiteres Biom für das Aeroplankton und damit die Luftfilterfresser.

Wasser hat eine viel höhere Fähigkeit, Dinge in Schwebe zu halten. Luftgetragene Partikel sind in der Regel viel kleiner (sonst würden sie ziemlich schnell auf den Boden fallen). Dies stellt eine wesentliche Einschränkung in den Abmessungen der Filtrierer dar.

Ich bezweifle stark, dass dies eine praktikable Lösung ist, aber Sie können versuchen:

  • kein fliegendes Insekt haben.
  • haben Bestäubung durch Verbreitung von Pollen im Wind (wie Nadelbäume).
  • haben trockene Luft (Regen wäscht alle Partikel in der Luft herunter) mit konstanten Winden.
  • haben Samen, die in die Luft getragen werden sollen.
  • Überlegen Sie sich einen Grund, warum Fliegen eine sehr schlechte Idee ist (z. B. starke Winde), damit sich Pflanzen auf Samen und Pollen in der Luft verlassen müssen, um sich auszubreiten.
Ich hätte angenommen, dass fliegende Insekten eine Nahrungsquelle wären, die Ihre Filtrierer fangen und essen würden. Sehen Sie einen großen Schwarm fliegender Insekten, Zeit zum Eingraben.
@Anketam: OP erklärt ausdrücklich: "Hinweis: Ich unterscheide zwischen Filterfütterung und Raub von fliegenden Organismen mit Netzen und dergleichen, da dies bereits eine erfolgreiche Strategie ist." Ich verstehe das so, dass Flieger "ein weiteres Thema" sind, also sollten wir uns auf Herumtreiber konzentrieren.
Ich habe das so verstanden, dass OP wollte, dass die Kreatur einen Filter verwendet, um sie zu fangen, und nicht einen typischen Mund oder ein Netz, um fliegende Gegenstände zu fangen. Wenn also Insekten mit einer Filtermethode gefangen werden können, bin ich davon ausgegangen, dass sie gültig ist.
@Anketam: Ich verstehe. Lassen wir das OP entscheiden.
Der Schwerpunkt der Frage liegt auf der Maximierung luftgetragener organischer Partikel/Materie der Nicht-Insekten-Varietät, da wir bereits wissen, was es braucht, um Insekten in die Luft zu bekommen. Ich bin mir jedoch nicht sicher, wie das Eliminieren fliegender Insekten das Volumen von Sporen / Pollen / usw. erhöhen würde.
@rek: Grund dafür ist, dass viele Pflanzen zur Bestäubung auf Insekten und auf verschiedene sich bewegende Tiere angewiesen sind, um Samen herumzutragen. Viele Pflanzen entwickelten sich vor der heutigen Fülle von (manchmal sehr spezialisierten) fliegenden Insekten, die auf den Wind angewiesen sind, um Pollen und Samen zu transportieren, und produzieren normalerweise eine viel größere Menge von beiden, um die Streuung zu kompensieren (ein typischer Fall sind Kiefern ).

Erstens: Was ist ein Filtrierer ?

Filtrierer sind eine Untergruppe von Suspensionsfütterungstieren, die sich ernähren, indem sie Schwebstoffe und Nahrungspartikel aus Wasser filtern, typischerweise indem sie das Wasser über eine spezielle Filterstruktur leiten.

Tauschen Sie "Luft" gegen "Wasser" ein, gibt es irgendwelche existierenden Tiere, die in die Rechnung passen? Ich denke, Nachtschwärmer tun es.

Nachtschwärmer sausen durch die Luft und schnappen dabei kleine Insekten auf. Ihre Schnäbel können sehr weit aufklaffen, ähnlich wie bei Filterfischen. Screenshot aus dem Video https://www.youtube.com/watch?v=XqDL-HzrfA4 Nighthawk macht große Klappe

Filterfressende Meerestiere haben Barten (Wale), Kiemenrechen (Fische) oder ähnliche Strukturen, um die Oberfläche zum Fangen von Nahrung effektiv zu vergrößern. Nachtschwärmer-Schnäbel haben überall Borsten, die die gleiche Funktion erfüllen.

http://projectbeak.org/adaptations/beaks_picking.htm Nachtschwärmer mit Borsten

Nachtschwärmer fressen die Insekten, die sie fangen, nicht einzeln. Sie häufen sie in einem großen Bündel an, während sie sie aufheben, wie ein Wal Krill und Plankton auf den Barten ansammelt.

https://atowhee.wordpress.com/2011/06/13/chordeiles-minor-a-wonder-to-be-held/ Nighthawk mit angesammelten Fehlern Diese Seite zeigt auch die „Windschutzscheibe“ aus Federn, die Nachtschwärmer um ihre Augen herum haben, um sie zu schützen Vogel pflügt durch Wolken von Insekten.

Hier bringt ein Erwachsener seinen Jungen ein Bündel Insekten. http://what-when-how.com/birds/common-nighthawk-birds/Erwachsener liefert Insektenbündel an Junge

Andere Vögel führen einen ähnlichen Lebensstil. Limitierende Faktoren sind möglicherweise nicht spezifisch für Lebensmittel in der Luft - der Schornsteinsegler filtert auf ähnliche Weise den Himmel von Insekten, und ihre Populationen explodierten, nachdem die Menschen begannen, überall gemauerte Schornsteine ​​​​aufzustellen (und fielen dann ab, als die Schornsteine ​​​​nicht mehr verwendet und abgerissen wurden). Eine höhere Dichte an Nahrung in der Luft erleichtert diesen Lebensstil – wenn Sie bei nächtlichen Sportspielen im Freien aufpassen, sehen Sie möglicherweise Nachtschwärmer, die durch die dichten Insektenwolken gleiten, die von den Lichtern angezogen werden. Ich wünschte, ich hätte ein Foto davon finden können!

Einige der größten Wasserlebewesen sind Filtrierer – ich vermute, weil ihre träge Lebensweise es zulässt, eine größere Größe einen größeren Spalt zulässt und es im Wasser nicht viele Nachteile gibt. Aber auch viele kleinere Wasserlebewesen sind erfolgreiche Filtrierer – wie der Kabeljau. Ich denke, bei bestehenden Lufttieren wirkt sich die Schwierigkeit, in der Luft zu bleiben, gegen sehr große Größen aus, obwohl ich mir durchaus vorstellen könnte, dass ein Vogel in Pelikangröße ein erfolgreicher Luftfilterfresser in einer Umgebung mit konstant vielen Insekten (oder folgenden Schwärmen) wäre.

Ich bin mir nicht sicher, wie dies die Frage beantwortet. Ich habe festgestellt, dass das Fangen von Insekten nicht im Fokus steht (wir kennen bereits die Bedingungen, die für eine insektenbasierte Ernährung erforderlich sind).

Dies hat nicht die Aufmerksamkeit erhalten, die ich mir erhofft hatte, und die ersten Antworten haben keine Folgemaßnahmen zu meinen Kommentaren hervorgerufen, also habe ich beschlossen, ein bisschen mehr zu recherchieren und zu spekulieren und es zu veröffentlichen. Ist die Beantwortung Ihrer eigenen Frage tabu?

Hinweis: Ich habe unten "Pflanzen" gesagt, aber das sollte als außerirdisches Äquivalent verstanden werden und Analoga zu Pilzen, Flechten usw. enthalten.


Planet-Attribute

  • Geringe/keine axiale Neigung und orbitale Exzentrizität: Saisonale Schwankungen wären minimal, was bedeutet, dass Bestäubung und Wachstum das ganze Jahr über möglich sind. Es bedeutet auch ewiges Zwielicht an beiden Polen und verlängert die Baumgrenze über die derzeitigen ~60-70° hinaus und sollte dazu beitragen, den Permafrost in niedrigeren Lagen zu reduzieren.

  • Dickere Atmosphäre, mehr Treibhausgase: Dies wird die globale Temperatur erhöhen und eventuell vorhandene Schwankungen stabilisieren, den Permafrost weiter reduzieren und das Wachstumsspektrum von Pflanzen erweitern. Eine dichtere Atmosphäre erleichtert es auch kleinen Partikeln, in der Luft zu bleiben, was die Reichweite von Pollen und Sämlingen und dergleichen erhöht und den Wert dieser Strategien erhöht.

    • Erhöhte Treibhausgase sind notwendig, da die Entfernung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre, wie es Pflanzen tun, ausgeglichen werden muss, um die Temperatur über geologische Zeiträume hinweg stabil zu halten. Ich bin mir nicht sicher, wie dies natürlich und zuverlässig erreicht werden könnte – Vulkanismus? häufigere Waldbrände?
  • Geringere Schwerkraft, stärkere Magnetosphäre: Dies würde die Suspension von Pollen unterstützen, aber was noch wichtiger ist, es würde die potenzielle Höhe von Baumanaloga erhöhen. Eine stärkere Magnetosphäre würde dazu beitragen, leichtere atmosphärische Gase (nämlich Wasserstoff) in der schwächeren Schwerkraft zurückzuhalten. Höhere Bäume sind wegen des nächsten Punktes kritisch.

Ökosystemattribute

  • Größerer botanischer Parasitismus: Mit höheren Bäumen und einem wärmeren, stabilen Klima wachsen mehr parasitäre Pflanzen ohne direkte Verbindung zum Boden. Dies vervielfacht offensichtlich die Anzahl der Pflanzen, die Pollen und Sämlinge produzieren, aber es bedeutet auch mehr Pflanzen, die die Mykorrhiza -Netzwerke nicht nutzen können, die die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Pflanzen und Arten erleichtern.

  • Luftsignalnetzwerke: Da Parasitismus häufiger wird, muss der fehlende Zugang zu den Mykorrhiza-Netzwerken angepasst werden. Parasitäre Pflanzen (und normale Pflanzen) sind stärker auf Pollen und biologisch flüchtige organische Verbindungen angewiesen , um mit Parasiten auf benachbarten Bäumen und darüber hinaus zu kommunizieren, was mehr Partikel bedeutet.

  • Verstärkter Wettbewerb: Auf der anderen Seite bedeutet dies auch, dass mehr Pflanzen chemische Kriegsführung einsetzen und sich darauf verlassen werden , um um Ressourcen zu konkurrieren, Rivalen abzuschrecken und Raubtiere zu bekämpfen (oder selektiv anzulocken). Mehr Partikel produziert.

  • Spätstart für Landtiere: Auf der Erde deuten die Beweise darauf hin, dass es im Ordovizium eine relativ kurze Zeit war, nachdem die ersten einfachen Pflanzen an Land Wurzeln geschlagen hatten , denen die ersten Tiere folgten.

    • Eine stabile Oberflächenwelt, die vollständig von Pflanzen und Pilzen mit fortgeschrittenen Abwehrkräften dominiert wird, wäre für Wassertiere ein schwierigerer Übergang, aber es würde auch bedeuten, dass mehr Pflanzenarten über die oben genannten Signal- und Kriegsmechanismen verfügen, wenn Raubtiere und Zoophilie eine Rolle spielen.

    • Die Verzögerung der tiergestützten Bestäubung würde auch bedeuten, dass Pflanzen länger auf luftgestützte Fortpflanzungsmethoden angewiesen sind.

Schwimmalgen durch Wasserstofferzeugung.

Mehrere Arten von photosynthetischen Algen können metabolisch Wasserstoff produzieren.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852417312014

photosynthetisch hergestellter Wasserstoff

Ein kolonialer Organismus wie ein Volvox konnte Blasen aus metabolisch produziertem Wasserstoff in seinem Körper bis zu dem Punkt speichern, an dem er in der Luft schwimmt. Auftrieb hätte Vorteile für einen photosynthetischen Organismus, da er sich über erdgebundene Konkurrenten für Sonnenlicht erheben könnte. Solche Organismen sind sehr klein und daher wäre die Blase, die benötigt wird, um sie anzuheben, nicht groß.

Solche Organismen bräuchten eine Methode, um Sauerstoff vom Wasserstoff fernzuhalten, ein Trick, weil diese Organismen normalerweise auch Sauerstoff produzieren. In einer analogen Situation verwenden Leguminosen Leghemoglobin, um Sauerstoff zu binden und ihn von den stickstofffixierenden Bakterien fernzuhalten, die sich in ihnen befinden – Sauerstoff vergiftet die stickstofffixierende Biochemie. Schwebealgen könnten dasselbe tun, um ihren Wasserstoff zu schützen. Es würde sie rot machen.

Schwebealgen würden Stickstoff aus der Luft benötigen, was wahrscheinlich N2 bedeutet. Sie müssten in der Lage sein, Stickstoff zu fixieren oder kommensale Bakterien an Bord zu haben, die dies tun könnten. Gut, dass sie dieses Sauerstoffaufnahmesystem haben!

Schwebealgen bräuchten Feuchtigkeit aus der Luft und könnten leicht austrocknen. Eine hohe Umgebungsfeuchtigkeit wäre der beste Weg, dies zu tun.


Durch einen nassen, feuchten Planeten zu gehen, der voll mit diesen Dingern ist, würde sehr schnell so aussehen, als wären sie mit Blut bedeckt. Filterfresser aus der Luft könnten dieses Plankton aus der Luft problemlos auffressen.

Planetenbedingungen sind nicht unbedingt die kritischen Faktoren

Sicherlich würden Dinge wie geringere Schwerkraft und erhöhter Luftdruck bei dieser Art von Entwicklung helfen, aber der SCHLÜSSELFAKTOR IST DAS ÖKOSYSTEM.

Technisch gesehen könnte die Erde eine solche Entwicklung als fliegender Filtrierer unterstützen, aber was benötigt wird, ist die verfügbare Luftenergie.

  • Viele Insekten oder kleine Vögel fliegen umher wie ständige Heuschrecken- oder Lerchenschwärme.
  • und/oder viele Luftpollen oder Samen, die im Wind treiben.

Danach handelt es sich um evolutionäres Roulette, aber es sind nicht schwer zu ergründende Anpassungen, um große Filterfütterungstiere zu ermöglichen.