Биологический механизм сложной жизни для работы при высоких температурах

Как могла эволюционировать сложная жизнь, такая как люди или другие животные, чтобы существовать при температурах выше 100 градусов по Цельсию? Это не обязательно должно быть естественным, пока это теоретически может быть достигнуто и передано потомству существа. Больше очков за более высокие возможные температуры, в которых может жить существо.

Существуют настоящие организмы, которые едва соответствуют вашим критериям температуры выше кипения и могут выжить при 120 градусах по Цельсию или около того. Если этого достаточно для ваших нужд: en.wikipedia.org/wiki/Hyperthermophile
Помните, что «точка кипения» — это переменная величина, зависящая от давления. (О чем вы узнаете, если пробовали приготовить кофе или чай на больших высотах.) Маловероятно, что какая-либо форма жизни сможет выжить при фактическом кипячении, поэтому, чтобы иметь жизнь при 100°C, вы должны иметь среду с высоким давлением, как подводное отверстие.

Ответы (3)

Проблема жизни на водной основе заключается в том, что она использует воду в качестве растворителя для проведения всех химических реакций, на которых основана жизнь.

Поэтому, если вы уберете воду, потому что она больше не жидкая, вы сделаете эти реакции невозможными.

Наиболее очевидным и радикальным решением, по-видимому, является разработка формы жизни, основанной не на воде, а на использовании высококипящей жидкости в качестве растворителя.

Как указал Вилле Ниеми, некоторые археи живут в условиях, когда температура воды выше точки кипения, вблизи подводных вулканов и жерл. Однако ограничение состоит в том, что он находится настолько ниже уровня моря, что давление воды наверху удерживает эту воду в жидком состоянии и не позволяет полностью испариться. Без любой формы жидкой воды жизнь, какой мы ее знаем, невозможна. Хитрость этих бактерий заключается в том, что их клеточные слои состоят из гораздо большего количества жирных кислот, чем нормальные клетки, которые не дегенерируют при температуре около 120°C. Таким образом, внутри клетки остаются органеллы, жидкости и белки. Если вы хотите создать свой вид , снабдите его очень толстой клеточной стенкой.и, возможно, сделать их метаболизм основанным на растворении в растворе на основе жира, который все еще является жидким и не подвергается опасности немедленного растворения при температурах выше точки кипения.

Если вся среда при 120ºС, то как бы хорошо не была изолирована внутренность организма, без активного охлаждения (например, потоотделения) он в конце концов будет как минимум при 120ºС внутри (а скорее чуть больше, чтобы учитывать тепло, выделяемое химической активностью жизни). Но +1 за вашу информацию об экстремофилах в любом случае.

Единственный способ, которым может жить организм, основанный на воде при температуре 100 градусов по Цельсию, — это существовать в условиях высокого давления; где вода кипит при более высокой температуре. Это может быть под водой (где давление увеличивается на 1 атмосферу на каждые 10 футов спуска) или в мире с очень высоким атмосферным давлением.

Биохимически жизнь на основе углерода может существовать при высоких температурах, и многие экстремофилы так и поступают. Они справляются, потому что обычно белки денатурируются (разворачиваются и не могут функционировать) под воздействием высоких температур, а все наши тела управляются крошечными белковыми микромашинами, называемыми ферментами. Однако змеиные яды и ферменты экстремофилов используют другой механизм для поддержания своей складчатой ​​структуры, чем мы и большинство растений и животных. Вместо того, чтобы полагаться на слабые взаимодействия, они используют дисульфидные связи для поддержания формы своих белков. Следовательно, вы можете кипятить большинство змеиных ядов (или даже помещать их в эфир, хлороформ или другие органические вещества, которые денатурируют наши белки за секунду), и они будут функционировать идеально.

Есть и другие изменения (так что липиды, из которых состоят мембраны, не окисляются) и многие из которых мы еще не понимаем. Но жизнь на основе ДНК может выжить и выживает при 110°C. На Земле в основном экстремофилы представляют собой одноклеточные организмы, но эволюционировали и несколько более сложных форм. если вам нужна разумная жизнь, звезда, вокруг которой вращается планета, должна быть очень долгоживущей (возможно, тип М, который живет триллионы лет), потому что эволюция в таких экстремальных условиях, вероятно, будет медленнее.

Обратите также внимание, что с таким количеством тепловой энергии многие автотрофные организмы могли бы эволюционировать, чтобы собирать и превращать тепло в химическую энергию, а не в свет.

Организмы, находящиеся вне воды, должны иметь механизм для предотвращения потери воды, так как при такой температуре обезвоживание станет серьезной проблемой.