Alternative Elemente für den Sauerstofftransport in einem fremden Blut

Natriumnitrat:

Natriumnitrit:

Ihre Außerirdischen verwenden die Nitrat/Nitrit-Einheit als ihren Sauerstofftransporter. Der Übergang zwischen den Formen wird enzymatisch katalysiert, um bei Bedarf Sauerstoff abzutropfen und in der Lunge aufzunehmen. Keine Metalle beteiligt.

Coboglobin ist eines der wichtigsten eisen- und kupferfreien Proteine, die für den Sauerstofftransport verwendet werden können. Es wurde erstmals 1970 von Menschen synthetisiert, als Eisen in einem hämoglobinähnlichen Protein absichtlich durch Kobalt ersetzt wurde. Es sieht auch so aus , als wäre darüber schon einmal auf Worldbuilding gesprochen worden . Damit sich eine Kreatur entwickelt, um Coboglobin zu verwenden, benötigen Sie eine Umgebung, die . . .

• ist relativ warm.
• hat eine höhere Sauerstoffkonzentration.

Coboglobin ist weniger effizient als Hämoglobin, daher würden Sie wahrscheinlich nicht sehen, dass es auf einem Planeten natürlich entsteht, es sei denn, Eisen wäre knapp und Kobalt wäre viel häufiger vorhanden als auf der Erde.

Leider musste ich einige vielversprechendere Hämoglobin-ähnliche Sauerstoffträgerproteine ​​ausschließen, da sie Eisen oder Kupfer enthalten (beachten Sie auch, dass einige einfach nicht so effizient sind wie Hämoglobin):

• Myoglobin , das Eisen enthält und in Muskeln vorkommt.
• Chlorocruorin , das Eisen enthält, kommt in einer Reihe von Würmern vor.
• Hämocyanin , das in einer Reihe von Weichtieren sehr häufig vorkommt, aber Kupfer enthält.
• Leghämoglobin , das Eisen enthält und auf Planeten als Sauerstoffträger vorkommt.

Nun ist bemerkenswert, dass Proteine ​​unter bestimmten Bedingungen möglicherweise nur für einen minimalen Sauerstofftransport verantwortlich sind. Sogar beim Menschen kann das normale Plasma im Blut selbst etwas Sauerstoff transportieren, aber Mitglieder der Notothenioidei- Ordnung der Fische benötigen praktisch kein Hämoglobin. Das liegt unter anderem daran, dass das Wasser, in dem sie schwimmen (kaltes, polares Wasser), extrem sauerstoffreich ist und die Effizienz des Sauerstofftransports daher weniger ein Problem darstellt. Ja, Coboglobin funktioniert gut in wärmeren Umgebungen, nicht in kalten, aber wenn Ihre Welt eine sauerstoffreiche Atmosphäre hat – sagen wir, vielleicht 50 Massenprozent – ​​dann wäre die Effizienz vielleicht weniger wichtig.

Glücklicherweise scheinen Ihre zusätzlichen Spezifikationen diesen Anforderungen zu entsprechen. Eine Atmosphäre mit 35 % Sauerstoff ist fast doppelt so sauerstoffreich wie unsere eigene – vielleicht nicht ganz genug für einen Organismus, um kein Hämoglobin-ähnliches Molekül zu benötigen, aber immer noch gut genug, dass die Effizienz weniger ein Problem darstellt. Und da Sie gesagt haben, dass sich die Außerirdischen aus Wasserlebewesen entwickelt haben, waren ihre Vorfahren vielleicht wie die Notothenioiden und hatten sehr wenig Hämoglobin (oder hier Coboglobin).

Diese Seite über Xenologie diskutiert diese Frage und stellt auch die Ähnlichkeit zwischen Hämoglobin und Chlorophyll fest. Basierend auf der dortigen Diskussion gibt es eine Reihe von Möglichkeiten: Magnesium (Mg), verwendet in Chlorophyll; Vanadium (V); Mangan (Mn); Kobalt (Co); Iridium (Ir).

(plus natürlich Eisen (Fe) und Kupfer (Cu), die Sie aus Ihren eigenen Gründen ausgeschlossen haben.)

Es gibt mehrere Proteine, von denen bekannt ist, dass sie existieren und die Sauerstoff binden.

Sie müssen sich jedoch nicht auf die beschränken, von denen wir wissen , dass sie existieren: Vorausgesetzt, dass die Faltungsstruktur des Proteins die Metallionen in die richtige Position bringt, um sowohl O ₂ als auch CO ₂ zu binden , funktioniert fast alles (es ist sogar möglich, von einer Chemikalie). überhaupt keine Metallionen zu verwenden).

Das Problem löst sich also im Grunde von selbst - sagen Sie einfach "das Blut dieser Viecher basiert auf (zB) Vanadium". Es sei denn, Sie benötigen eine explizite Parallele oder Identität mit einer bekannten terrestrischen Verbindung.

Diese vorherige Antwort bietet viele verschiedene Ideen für den Sauerstofftransport:

Andere Blutfarben

Zusammenfassend haben wir viele verschiedene Sauerstofftransportmoleküle aus der terrestrischen Biosphäre gefunden. Der Grund für so viele verschiedene Sauerstofftransportmoleküle ist, dass diese Funktion etwas heikel ist.

Wie gut ein bestimmtes Molekül funktioniert, hängt von Temperatur und Sauerstoffpartialdruck ab. Sie wollen etwas, das Sauerstoff binden kann, aber nicht zu gut. Hoffentlich bindet es nicht zu stark an andere Moleküle, die Sauerstoff verdrängen könnten (z. B. Hämoglobin bindet an Arsen und Kohlenmonoxid, was Probleme verursachen kann).

Für menschliche Körpertemperaturen bei Sauerstoffpartialdrücken auf Meereshöhe ist Hämoglobin das beste Sauerstofftransportmolekül und kann mehr als das 10-fache der Sauerstoffmenge transportieren als einige der anderen Transportmoleküle.

Wenn die Bedingungen in Ihrer Umgebung erheblich anders sind, wäre eines der anderen Moleküle die bessere Wahl. Wenn Ihre Bedingungen nicht in die untenstehende Tabelle fallen, dann könnte ein „erfundenes“ Molekül besser zu Ihren Bedürfnissen passen.

In Summe

• Eisen – Hemerythrin – ein schlechtes Sauerstofftransportmolekül, aber seine Wirksamkeit variiert nicht sehr über einen weiten Bereich von Sauerstoffkonzentrationen
• Eisen – Hämoglobin – gut bei >7 % Partialdruck
• Eisen - Erythrocruorin - ??
• Iridium - Chlorcarbonyl-bis(tri phenylphosphin)-iridium - gut über 50 % Partialdruck (nicht so gut wie Hämoglobin)
• Kobalt - Cobaltodihistidin - bestes Sauerstofftransportmolekül <3% Partialdruck. Seine Leistung ist bei höheren Konzentrationen relativ stabil (kann nützlich sein, wenn der Organismus in einer Vielzahl von Sauerstoffumgebungen funktionieren muss.
• Cobalt - Coboglobin - bestes Sauerstofftransportmolekül über einen engen Partialdruckbereich (3-7%). Darüber ist Hämoglobin besser, darunter ist Cobaltodihistidin besser.
• Eisen – Chlorocruorin – wirkt am besten bei einer Konzentration von über 6 %, viele andere Moleküle sind besser
• Kupfer – Hämocyanin – wirkt besser über einer Konzentration von 2 %, ist aber bei sehr niedrigen Konzentrationen und kälteren Temperaturen besser als die meisten anderen Moleküle
• Mangan - Pinnaglobin - Unbekannt

Es sieht so aus, als wären Eisen, Kupfer, Kobalt, Mangan und Iridium alles Möglichkeiten. Ich gehe davon aus, dass auch andere verwandte Elemente verwendet werden könnten.

Weitere Informationen zu diesen Molekülen finden Sie unter dem Link oben.