Эволюционирующие животные без океана

Ржавчина и Пушечное ядро ​​— во многом два очень разных мира, с очень разной химической средой и очень разными типами жизни*, но у них есть одна важная общая черта: на их поверхности нет больших естественных скоплений жидкости и местных форм жизни. не требуют каких-либо экологических запасов жидкости, чтобы выжить.

Приблизительные эквиваленты растений и грибов прекрасно себя чувствуют в этих средах — существует четкий путь от одноклеточных организмов, цепляющихся за песчинки, к колониям, которые распространяются по обширной территории по мере деления клеток, к действительно многоклеточным сидячим организмам, клетки которых растут. и преднамеренно и целенаправленно делятся, образуя корневищные сети, и выращивают репродуктивные структуры над землей для распространения спор / пыльцы / семян на ветру.

Но как насчет животных? Как эволюционируют макроскопические подвижные гетеротрофы, когда на ранних стадиях нет моря, поддерживающего их тела?

[*] Я не ожидаю, что это имеет особое отношение к вопросу, но для любопытных: жизнь в родной ржавчине наполнена расплывающимися соединениями, которые высасывают небольшое количество водяного пара из воздуха для поддержания сверхсоленого, но жидкого внутриклеточного окружающей среде, с энергетическим обменом, основанным на пероксиде водорода как окислителе и гигроскопическом агенте. С другой стороны, местная жизнь Cannonball поглощает железо из почвы и CO2 из воздуха для фотосинтеза пентакарбонила железа в качестве внутриклеточной жидкости и молекулы-аккумулятора энергии, а также разлагает различные карбонилы металлов для регенерации CO2 и высвобождения энергии.

эволюция жизни вообще без океанов, вероятно, невозможна.
Будет ли пятнышко первобытных водоемов достаточно далеко от океанов, чтобы удовлетворить требованиям ответа?
@Лемминг для любого конкретного мира, может быть. Но для получения этой крапинки луж требуются особые мировые условия, и меня действительно интересуют более общие решения, которые можно было бы адаптировать к произвольным типам пустынных планет.
Вам не нужна специально спроектированная планета, чтобы иметь бассейны любого размера. Метеоритный лед и тому подобное, без сомнения, окажутся на вашей планете (которая, как было установлено, является основным источником, из которого Земля получает всю свою воду) и внесут свой вклад в ее содержание воды, и фактически могут стать причиной обращения слова «пушечное ядро». в ржавую пустыню, а оставшаяся вода сливается в ржаво-водные океаны или бассейны/болота/озера, если их не так много осталось. Какой-то океан неизбежен, если температура планеты и гравитация могут поддерживать жидкую воду.
@Lemming Вы предполагаете, что температура и гравитация планеты (и геохимическая среда) могут поддерживать жидкую воду. Это уже довольно узкое дизайнерское ограничение, исключающее множество экзотических инопланетных миров.

Ответы (3)

Путь относительного преимущества

Что делает «животное» в чужой жизни? Для этой цели я скажу «то, что питается другими формами жизни, не собирает собственную энергию». Самый простой способ сделать это — паразитизм. Я набросал один из возможных рядов изменений, которые могли бы привести к этому при наличии правильных условий окружающей среды и в случае возникновения этих мутаций.


Итак, начнем со споры грибка. Теперь добавьте еще несколько ячеек и внешнее покрытие, чтобы защитить его от эквивалента обезвоживания, возможно, некоторые резервные запасы на случай, если для извлечения питательных веществ потребуются более глубокие корни.

Что, если семена регулярно приземляются на занятой земле? Выживанию будет выгодно пустить корни в любом случае и начать пить питание, заявленное или нет. Это случается время от времени, особенно если большая часть мира покрыта ковром из организмов.

По мере того, как мир покрывается растительностью, эта «приземление на что-то другое» становится все более и более определенным. У некоторых семян появляются крючки и зазубрины, которые зацепляются в нужных местах. Крючки и шипы становятся чувствительными, а затем реактивными. Это все еще не рецепт для жизни животных, какой мы ее знаем, но у нас есть многоклеточное торможение. Теперь о мобильности.

Циклы день/ночь могут периодически деформировать некоторые крючки. Это может адаптироваться к грубой форме толкания вперед, чтобы найти лучшее место для укоренения. Как только это существует, продвигать его (а затем индуцировать) биохимически — это меньший шаг, чем раньше.

Теперь, когда мы можем двигаться, мы начинаем смещать жизненный цикл, чтобы дать нам поесть до полного укоренения. И мы начинаем оставлять дополнительное хранилище на борту до тех пор, пока не придет время закладывать семена. Кстати говоря, эти ветры все еще вокруг, было бы неплохо иметь возможность снова укорениться, если нас отбросит.

Черт, мы слишком хорошо умеем истощать носителей, и они становятся некротическими там, где мы едим. Некоторые начали формировать кору/цисты там, где мы соприкасаемся. У некоторых из нас есть «распространяющаяся» мутация, но другие просто позволяют ветру отбросить их к следующему хозяину.

Мы на этой брошенной ветке, и лучше размножаются те, кто может периодически переставать ловить ветер. Особенно, если они делают это, когда в воздухе витает запах хозяев. Конечно, мы проводим время вокруг хостов, было бы полезно не заходить слишком далеко, если в этом нет необходимости. Короткое охмеление и биохимически дешевое бурение для получения сока оставляют больше энергии для размножения. Способность легко поймать и отпустить все больше ощущается как мышцы, а сверление — как ротовой аппарат.

Что, если бы нам не нужен был ветер, а мы двигались бы самостоятельно, пока его не было рядом? И переходить с одного хоста на другой, если первый умер? Что, если бы наши семена могли посадить себя рядом — даже рядом — и пить сок, который, как мы знаем , там есть?

На данный момент у нас есть что-то вроде тли.


Эпилог: Новое эволюционное давление.

Мы высосали большую часть здешней жизни насухо... но ты там выглядишь очень энергичным. Не двигайтесь.

Все начинается с чего-то, напоминающего биопленку : живущие вместе одноклеточные организмы обнаруживают, что в числе есть определенные преимущества, и некоторые из них превращаются в многоклеточную слизь.

Биопленка представляет собой любой синтрофический консорциум микроорганизмов, в котором клетки прилипают друг к другу, а часто и к поверхности. Эти прикрепившиеся клетки внедряются в слизистый внеклеточный матрикс, состоящий из внеклеточных полимерных веществ (ЭПС). Клетки внутри биопленки продуцируют компоненты ЭПС, которые обычно представляют собой полимерный конгломерат внеклеточных полисахаридов, белков, липидов и ДНК. Поскольку они имеют трехмерную структуру и представляют собой образ жизни сообщества микроорганизмов, их метафорически описывают как «города для микробов».

введите описание изображения здесь

Оттуда некоторые могут начать развивать опорную структуру, которая может придать жесткость и подвижность, точно так же, как растительные организмы превратились в деревья, начав с травы и водорослей.

Однако для того, чтобы все это произошло, должно быть преимущество, а это означает, что, например, автотроф также должен пойти по пути «больших чисел».

Эквивалент животных развивается из эквивалента слизевиков.

Диктиостелидные клеточные слизевики обладают изящным трюком, способным существовать как в одноклеточном, так и в многоклеточном режимах. Когда пищи много, они существуют как отдельные одноклеточные амебы, которые могут перемещаться по микромасштабным поверхностям, расширяя псевдоподии. Однако, когда пищи становится мало, они объединяются в многоклеточный псевдоплазмодий., который может быть макроскопического размера (до 4 мм в длину) и двигаться в ответ на тепло, свет и влажность, чтобы найти более подходящую среду, поглощая по пути бактерии и грибки. Более крупные псевдоплазмодии способны двигаться быстрее и с большей эффективностью с точки зрения производства слизи (из-за более низкого отношения поверхности к объему); при достаточной популяции в отсутствие ранее существовавших животных внутривидовая конкуренция за скорость и эффективность использования ресурсов, позволяющая некоторым колониям перемещаться дальше и быстрее, чтобы обойти другие за доступ к новым источникам пищи, таким образом, приведет к эволюционному давлению в сторону больших размеров. Таким образом, предком всей сложной жизни, аналогичной животным, будет что-то вроде минимально дифференцированного слизняка без отчетливого рта, кишечника или конечностей. который питается, поглощая пищу и непосредственно поглощая клетки добычи через кожу. Конечно, естьесть много потенциальных средств сделать это более эффективным, так что нетрудно представить себе аналог кембрийского взрыва в различных планах тела, развивающийся от такого рода базового предка во многих разных мирах.