Экстремальная жизнь - источник энергии для жизни на десятки километров под землей? [закрыто]

Живые клетки были обнаружены на глубине не менее 12 миль под землей ( статья ) и в других экстремальных местах ( статья из обзора Би-би-си ), для которых, помимо проблемы выживания в таких экстремальных условиях, есть основной термодинамический вопрос физики: какой у них источник энергии? основан на?

А при таких экстремальных температурах требуется много энергии как раз для борьбы со 2-м законом термодинамики - активно защищать клеточные структуры от термализации.

Такой источник энергии должен быть относительно стабильным в течение последних миллиардов лет — что, по-видимому, исключает химические источники энергии (?)

Одним из стабильных источников энергии при таких высоких температурах являются фотоны теплового ИК-диапазона, и термофотогальваника обычно способна извлекать из них энергию. Однако клетка, живущая в таких экстремальных условиях, предпочла бы иметь одинаковую температуру, следовательно, 2-й закон, по-видимому, запрещает собирать энергию таких ИК-фотонов?

-1 Непонятно, что вы спрашиваете о физике. Какие источники энергии используются экстремальными формами жизни — это вопрос биологии, а не физики, и, вероятно, зависит от формы жизни и среды обитания.
+1 Я сам задавался этим вопросом. Коловратки в исследовании BBC выживают, питаясь бактериями. Но что едят бактерии? Погуглите эндолиты глубинной биосферы, чтобы узнать о микробах, живущих в порах внутри твердой породы.
Это сайт по физике. Вопросы, которые у меня есть, не относятся к биологическим путям. Какими бы ни были питательные вещества, как их получает микроб, застрявший в пористой породе? Как он получает стабильную поставку в течение длительного времени. Учитывая, что камни формируются очень медленно, сообщества, живущие внутри, остаются на месте очень долгое время. Это может быть вопрос геологии.
Жизнь – это неравновесная термодинамическая система, способная поддерживать химические циклы, например, внутри горячих пород под землей. Хотя биолог может не видеть здесь проблемы, с точки зрения физики это кажется трудным для понимания: источники энергии поддерживают его вне равновесия вопреки 2-му закону.
Почему вы так уверены, что химические источники энергии в горных породах должны быть истощены через миллионы лет? У живых организмов может быть очень медленный метаболизм, и они также могут медленно менять местонахождение и делиться в скале.
@freecharly, при наличии ресурсов такая жизнь должна воспроизводить и использовать доступные ресурсы вплоть до истощения и голодания. Просто трудно поверить, что он мог существовать миллионы лет в твердой породе и при температуре, близкой к температуре кипения воды... но, возможно, это действительно так.

Ответы (2)

Химический.

Как говорится в статье Википедии о литоавтотрофах (ограничивая нас глубокими подземными формами):

получает энергию из восстановленных соединений минерального происхождения

которые они осуществляют посредством неорганического окисления (см., например, Уроки генома литоавтотрофа: создание биомассы почти из ничего ) или других реакций, таких как реакция формиата (HCOO-) и воды с образованием бикарбоната и водорода ( микробы-экстремофилы) . выживают только за счет энергии окисления формиата ).

В одной статье описываются микробы в океанских жерлах, через которые течет постоянный запас богатых энергией химических веществ. Это имеет смысл. Другой описывает биологическую адаптацию к жизни на минералах и в очень бедных питательными веществами средах. Казалось бы, микроб, попавший в пору внутри горной породы, съест все, до чего сможет дотянуться даже при очень медленном обмене веществ. Как он предотвращает исчерпание полезных ископаемых?
@ mmesser314, я не могу сейчас об этом прочитать, но я полагаю, что они медленно мигрируют через благоприятные минеральные жилы.
У меня нет проблем с химическим источником энергии для организмов, живущих в море. Однако, как я безуспешно пытался подчеркнуть в вопросе, живя в скале миллионы лет, химический источник энергии должен быть исчерпан. Решение может заключаться в обмене через подземные водные потоки, лаву, какие-то тектонические движения, но все же кажется, что это требует выживания в течение тысяч лет голодания - при высокой температуре, требующей много энергии только для защиты от термализации.
Что вы подразумеваете под защитой от термализации? Если они стабильны при температуре места, им не нужно тратить энергию, чтобы просто оставаться там, не так ли?
Живая клетка требует поддержания многих неравновесностей, начиная с различных концентраций химических веществ по сравнению с окружающей средой. Термодинамика хочет восстановить равновесие, особенно при высоких температурах (например, по Аррениусу ) — жизнь требует активных механизмов, таких как ионные помпы, потребляющих энергию только для того, чтобы выжить.
@Jarek Duda - Почему вы так уверены, что химические источники энергии в горных породах должны быть истощены через миллионы лет? У живых организмов может быть очень медленный метаболизм, и они также должны иметь возможность медленно менять местонахождение в скале.
Метаболизм действительно имеет тенденцию быть чрезвычайно медленным в условиях нехватки энергии, а когда все становится совсем плохо : «Когда одна из этих клеток ощущает дефицит питательных веществ, она использует запасы энергии, активируя жгутики для поиска пищи, наполняя свое окружение антибиотиками для убийства. от конкурентов, или отчаянно импортировать чужие фрагменты ДНК в надежде, что новая способность станет билетом из плохой ситуации. Если ничего не получится [продолжение следует ...] »
«[...], он копирует свой генетический материал и разделяет его на защитную капсулу, которая может противостоять экстремальному нагреву, радиации, химическому стрессу, высыханию и энергетически невыносимым условиям. Датчики, расположенные на внешней поверхности споры, исследуют окружающую среду в поисках более благоприятного окружения. и оценить возможность возвращения к более активному образу жизни».
@freecharly - Очень медленный метаболизм - Да. Некоторые клетки делятся раз в столетие или около того. См. en.wikipedia.org/wiki/Endolith . Медленно меняйте местоположение. Хорошая мысль. Они могут? Я слышал высказанные сомнения. Поры, в которых они живут, могут быть в 10 раз меньше, чем обычные клетки бактерий. Некоторые люди думают, что одни и те же клетки были на месте с тех пор, как образовалась скала. У меня нет ссылки. Я хотел бы знать больше.
@ mmesser314, «Некоторые люди думают, что одни и те же клетки были на месте с тех пор, как образовалась скала», это отличная возможность, но как же тогда они могли распространяться?

Одна статья, на которую указывает ваша статья, это та, в которой они заявляют:

Как эти микробы выжили? Как ни странно, чрезвычайно высокое давление в среде обитания на глубине в несколько миль — примерно в 5000 раз превышающее давление атмосферы на уровне моря — могло бы помочь. На самом деле высокое давление может стабилизировать биомолекулы, такие как ДНК, компенсируя разрушительное воздействие тепла.

Они также не акцентировали внимание на том, что еда недоступна...

Экстремальная жизнь - источник энергии для жизни на десятки километров под землей? [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v