Как будет функционировать свободно плавающая экосистема в океаническом мире?

На лунном Титане за начальным слоем льда находится целый слой океана. Если вы продолжите дальше, вы наткнетесь на лед VI (который всегда является льдом, просто с более плотной кристаллической структурой). Этот более глубокий ледяной слой вызван сильным давлением.

Предположительно, в вашем океанском мире будет достаточно глубокая точка, где давление будет слишком велико, чтобы вода оставалась жидкой и превращалась в лед. Неважно, что ядро ​​титана твердое. Возможно, ваша планета полностью состоит из льда.

Проблема была бы в остальном, то есть вся органическая жизнь построена из углерода, водорода, кислорода, азота, фосфора и серы. Вы можете получить только два из них из окружающей воды. Насколько нам известно, водная планета без каких-либо других элементов, кроме водорода и кислорода, не могла поддерживать жизнь. Вы должны позволить воде быть богатой другими минералами, чтобы оправдать процветающую экосистему. Чем меньше полезных ископаемых, тем меньше форм жизни вы увидите на такой планете.

Моя идея состоит в том, что минералы образуются из метеоритов, которые врезались в планету-океан в течение тысячелетий. Эти метеориты будут плавать, как подводные острова, будучи слишком тяжелыми, чтобы оставаться на поверхности, но слишком легкими, чтобы погрузиться под разрушающийся слой льда VI.

На этих островах может расти растительная жизнь, и, подобно коралловому рифу, вы обнаружите, что большая часть жизни произрастает исключительно на этих островах. Это не значит, что между островами не может существовать жизнь, но они были бы более крупными существами и, вероятно, могли бы плавать достаточно быстро, чтобы добраться до других островов.

Хотя жизнь будет жить у дна, я не думаю, что жизнь когда-либо физически коснется ледяного слоя, поскольку она, вероятно, быстро замерзнет на всем, что касается ее, будь то растительная жизнь или что-то еще.

Что ж, давайте сначала посмотрим на производителей; они находятся в основании пищевой пирамиды, поэтому, когда они там, может сформироваться полноценная экосистема. Для роста растениям нужны четыре основных вещи: воздух, вода, питательные вещества и солнечный свет. У вас есть воздух, у вас есть солнечный свет, и я оооочень уверен, что у вас там может быть немного воды. Проблема в питательных веществах.

Растения произошли на Земле от водорослей и другой простой флоры, которая является водной. Они получают свои питательные вещества из углерода, кислорода, азота и фосфора. Итак, кислород в воде есть, а остального нет. Итак, вам нужно получить другие минералы из чего-то внешнего по отношению к планете.

Это могут быть две вещи: минералы, присутствующие в метеоритах, или искусственно введенные минералы. Я предполагаю, что вы хотите, чтобы эволюция была полностью естественной, поэтому идея разумной расы, добавляющей углерод, азот и фосфор в моря планеты, может быть неудовлетворительной.

Я еще не читал другие ответы, но не удивлюсь, если кто-то еще не последовал той же интеллектуальной пряже, пока не пришел к выводу, что метеориты, вероятно, являются наиболее вероятным вариантом. Болиды могут быть пронизаны узлами этих важных минералов, которые выбрасываются в окружающий океан и, таким образом, инопланетянами космической эры.

Ну не совсем. Это дает нам строительные блоки для простых водорослевых форм жизни, но есть еще путь, прежде чем люди-рыбы смогут вторгнуться на Землю. Мы называем этот путь эволюцией.

Итак, моя первоначальная таксономия эволюции состоит в том, что она состоит из 3 очень тесно связанных процессов — улучшения, усложнения и отбора. Примечание: я не биолог-эволюционист и не утверждаю, что это точное распределение, это скорее упрощенный способ его разбивки.

Для растений улучшение обычно означает более эффективную репродуктивную систему, позволяющую им размножаться с большей скоростью и размножаться. Однако растения также улучшат свои системы, чтобы оставаться на плаву, потреблять питательные вещества, поддерживать свою структуру, транспортировать питательные вещества и фотосинтезировать. Возможно, вы знаете, что водоросли одноклеточные, поэтому такие системы менее осязаемы, а иногда и вовсе отсутствуют. Я рекомендую вам посмотреть, как водоросли превратились в многоклеточные растения, чтобы получить лучшее представление о том, как возникнут эти системы.

Итак, следующий процесс в моей классификации эволюции — это усложнение. Глядя на эту картину, сделанную почтенным биологом-спекулятивным биологом К. М. Косеменом (вы можете знать его как Немо Рэмджета), вы можете увидеть огромную разницу между первым поколением видов и восьмым.

Точно так же, если мы посмотрим на реальный мир, анатомия хайкуиктиан намного проще, чем у современной нерки. Это очень сильно связано с последним процессом — улучшением, потому что при улучшении системы организма должны усложняться. Подводя итог, можно сказать, что со временем ваши растения эволюционируют в более сложные формы.

Теперь о третьем процессе, отборе (опять же тесно связанном с двумя предыдущими механизмами). Естественный отбор — это, конечно, то, как природа поступает с неспособными к выживанию. К ним относятся генетические аберрации, чьи аномальные характеристики препятствуют их выживанию. Например, есть причина, по которой вы редко видите диких животных-альбиносов — они просто не живут так долго в дикой природе. Однако отбор может способствовать и генетическим аномалиям. Например, посмотрите на Hemeroplanes triptolemus., знаменитая змеиная гусеница. Он имитирует ядовитую гадюку, чтобы отпугивать хищников. Вероятно, они произошли от нескольких гусениц с необычным узором из пятен на голове, отдаленно напоминающим змею. Этих гусениц будут есть реже, и чем больше пятнистых гусениц, тем выше шанс их размножения друг с другом, и пятна будут становиться все более и более совершенными с каждым поколением, пока не будет получен новый вид.

Затем есть еще один аспект отбора, вымирание. В естественном мире успех проявляется в двух формах: адаптивности и специализации. Например, роды простых двустворчатых моллюсков не изменились со времен динозавров. Они не оказываются на вершине пищевой цепочки, потому что не специализируются, но все же выживают десятки миллионов лет. Затем, если вы посмотрите на более высокие слои трофической пирамиды, вы увидите вездесущих хищников, а ниже их — копытных. Их тоже можно назвать успешными, поскольку они прекрасно приспособлены к своей среде. Но средний род хищников/копытных существует всего 6-8 миллионов лет. Они плохо справляются с изменением климата, а мир постоянно меняется. Так,

Итак, вы можете задаться вопросом, почему я так много учу вас общей эволюции? Что ж, Stack Exchange может дать вам общее представление о плане, но уточнение и продолжение вашего развития будет зависеть от вас. С обзором эволюции, который часто сравнивают с вашей планетой, это дает вам преимущество на одиночной территории построения мира.

Я думаю, что основные растения в вашем мире выглядели бы как кувшинки с плавучей структурой, чтобы держать их на плаву, а другие органы были бы подводными. Тогда у вас могут быть растения, которые растут на стеблях, или эпифиты, как это реальное дерево и растения, которые оно несет:

В одном из своих экзобиологических проектов я постулировал, что плавающие губчатые организмы могут эволюционировать и обеспечить твердую поверхность для развития «земной» жизни. Если что-то подобное может произойти на вашей планете, там может быть жизнь, такая как морские водоросли, кораллы и т. д. Кроме того, растения могут расти на медленно движущихся организмах, таких как мох на этом трехпалом ленивце:

Итак, когда у вас есть растения, вы можете в конечном итоге развить организмы, чтобы питаться ими. Под этим я, конечно же, подразумеваю животных. Многие ранние животные были бентосными, но это невозможно в мире без морского дна. Но все эти животные в основном эволюционировали потому, что все растения были именно там — на морском дне. На вашей планете растения находятся ближе к поверхности, поэтому первые животные, вероятно, были простыми плавучими существами, которые питались растениями. Самый эффективный способ сделать это с червеобразным животным (большинство современных животных — это черви, такие как кольчатые черви, платигельминты и нематоды, и они, вероятно, были одними из первых) — иметь одно отверстие спереди для приема пищи, и еще один сзади для удаления отходов. В ходе эволюции черви могли превратиться в колоколообразных животных, дав вам книдарий, или они могли стать более крепкими и сформировать рыбоподобных существ. Самая простая рыба сегодня — это миноги, и они действительно очень похожи на червей, так что вполне возможно, что черви могли эволюционировать в похожих существ в другом мире.

Затем, вы знаете, миноги эволюционируют в рыбу с хрящевыми костями, костистую рыбу и все такое (я не предлагаю вам копировать земную рыбу, но базовый обтекаемый дизайн довольно успешен).

Есть некоторые вещи, в которые могла бы эволюционировать рыба, чего не было на Земле. Например, что, если рыбы научатся дышать воздухом? И не думайте, что для этого нужна земля — просто посмотрите на двоякодышащих рыб. Они развили «легкие» от водных предков. Этот был выкопан парнем, живым, заключенным в кокон на суше.

Есть много возможностей, связанных с дыханием воздухом. Во-первых, рыба могла эволюционировать, чтобы колонизировать верхнюю часть «кувшинок», чтобы размножаться или избегать нападения хищников. По сути, это может дать вам рыбу, похожую на ластоногих...

Чудесно. Другая возможность, о которой я подумал, заключается в том, что вдыхание кислорода дает мозгу больше энергии, чем использование жабр. Это может привести к развитию разумных видов (у меня есть личный проект, посвященный расе под названием вендрикки, змеевидным водным животным, которые в конечном итоге создали индустриальную цивилизацию). Чтобы стать разумными, им потребуется разум, обеспечиваемый кислородом, манипуляторы, когти, щупальца, даже цепкие языки и сотрудничество. Они могли делать это для охоты стаями или для защиты.

Что ж, мне пора идти, и я знаю, что это был обширный ответ, извините, если он слишком длинный. Я надеюсь, что это помогло вам, и я желаю вам удачи в вашем экзобиологическом проекте. Удачного миростроительства!

Планеты не всегда однородны.

Хотя ядро, как вы говорите, состоит из льда, различные приливные силы от его лун до его собственной орбиты и вращения, а также неравномерный нагрев и охлаждение его поверхности и атмосферы вызывают различные напряжения в ядре, а это означает, что можно иметь довольно сильные локализованные или «горячие» водовороты, жерла или взрывы, даже если большая часть ядра все еще состоит из льда.

Если вода не чистая и содержит определенную концентрацию углеводородов, то возможно, что они могут образовывать свободно плавающие глыбы углеводородов, которые затем образуют нити жизни.

Эти цепи, вероятно, сначала будут иметь форму плавающих бактериальных цепей, образуя «клей», на котором могут развиваться другие организмы. Посмотрите на бактериальные микробные маты. Он образуется там, где существуют углеводороды, и представляет собой просто рыхлое скопление бактерий, которые размножаются, образуя мат.

Затем маты поднимутся на поверхность, чтобы нагреться, или будут плавать на определенной глубине, идеально подходящей для поглощения питательных веществ снизу.

Было бы идеально, если бы бактерии могли расти вокруг гидротермальных источников, а не сдуваться ветром, поэтому я полагаю, что эта бактериальная структура была бы очень «нитевидной» и низкой плотности, почти как очень диспергированный суп, где связи и водостойкость были бы держите бактерии в центре, где они должны быть.

На поверхности этих матов они со временем могут стать довольно толстыми. Например, в заливе Шарк в Западной Австралии, где бактерии растут слой за слоем в течение миллиардов лет, образуя строматолиты.

Со временем жизнь может стать многоклеточной, и самыми ранними формами могут быть водоросли, подобные подвижным формам, которые существуют среди насыщенных бактериями матов, таких как морские водоросли.

Тогда все, что вам нужно, это половое размножение, событие насыщения кислородом, и вуаля, вы можете получить разнообразную жизнь животных и растений.

Проблема с полностью океаническими мирами заключается в переносе питательных веществ. По крайней мере, некоторые из них попадут в осадок на дне океана.

Если Земля — нормальная планета, то геологический цикл является важной частью круговорота питательных веществ, особенно для Ca, Mg, S и P. Вы можете либо махнуть рукой, либо придумать другой механизм. например, есть донные кормящиеся, которые питаются илом, но имеют неэффективную пищеварительную систему, поэтому их газы поднимают на поверхность облака ила. Или длительные температурные циклы способствуют сбору и внезапному выделению растворенных газов.

Земля имеет среднюю глубину океана 12 000 футов. Это даст около 9000 футов, если мы все выровняем. Попробуйте это: поместите луну близко к планете. Силы приливов связаны с обратным кубом расстояния, поэтому, если вы поместите земную луну на 50 000 км (1/8 нынешнего расстояния), приливы будут в 500 раз сильнее. Приливы высотой в несколько сотен футов сделали бы побережье континентов непригодным для жизни и размыли бы континенты так же быстро, как они сформировались. Это дало бы вашей планете смесь мелких и глубоких океанов.

Если вы хотите увидеть классический пример истории с плавающей экологией, прочитайте новеллу Стэна Шмидта «Демоническая порода». На этой конкретной планете тоже есть континенты, не говоря уже о круговороте питательных веществ.

Также см. роман Алана Фостера «Кашалот», в котором рассказывается о водном мире.

В фильме «Интерстеллар» было что-то подобное, может, стоит посмотреть. Как и в некоторых предыдущих сообщениях, я согласен с тем, что океан должен быть очень богатым питательными веществами, чтобы дать начало формам жизни.

Еще одна вещь, которую я хотел бы задать: есть ли у этой планеты луна или несколько лун? Наша луна влияет на нас, вызывая приливы, поэтому я ожидаю, что луна может вызвать более бурное море, и формы жизни будут вынуждены приспосабливаться.

Оно может начаться с бактерий, а затем превратиться в общество рыб, поедающих рыбу. Поскольку это в основном глубокая вода, жабры были бы наиболее распространенным дыхательным аппаратом. Рыба может развиться в способность планировать, спасаясь от хищников, и может даже превратиться в вид, похожий на водоплавающих птиц. Различные типы будут развиваться, чтобы соответствовать разным уровням океана. Глубоководная рыба, вероятно, очень жирная, потому что там холодно. Скорее всего, у всего есть воздушный мешок, который действует как спасательный круг. Вещи, вероятно, собираются вместе, когда они ложатся спать.

Я не уверен, что что-то будет жить на ледяном керне. Давление будет огромным, хотя что-то может развиться из бактерий, но выглядеть совершенно иначе, чем формы жизни выше. Это единственное место, где могли бы жить растения с корнями, если только у них не было смехотворно длинных корней, доходящих до самой сердцевины.

Если вам нужна разумная форма жизни, вероятно, лучшей идеей будет мерная раса. Однако они будут немного отличаться от типичной идеи, эволюционируя от рыб, а не от людей. У них, вероятно, есть какое-то естественное оружие, чтобы защитить себя от хищников. Их руки, развившиеся из плавников, поначалу, вероятно, будут похожи на лапу морской выдры или льва. Они могли использовать такие материалы, как маты из грибов и растения, и, возможно, кости, чтобы строить убежища.

Растения могут появиться немного позже, и морские грибы тоже могут эволюционировать. В свободно плавающих растениях, грибах и кораллах они не смогут по-настоящему прикрепиться ни к чему, кроме других форм жизни. Они могут вести паразитический образ жизни, привязываясь к рыбе и даже другим растениям. Другая теория заключается в том, что они могут собираться большими стаями, образуя огромные плавучие маты, и использовать воздух для создания своего рода балласта, который не дает им тонуть или оставаться на поверхности.

Как будет функционировать свободно плавающая экосистема в океаническом мире?

Я пойду вперед и скажу, что это не будет.

Насколько нам известно, жизнь требует сочетания трех компонентов. Питательные вещества для формирования сложных самовоспроизводящихся молекул (РНК и ДНК на Земле), энергия для запуска этого процесса и своего рода растворитель (вода на Земле), позволяющий питательным веществам смешиваться друг с другом. Теоретически некоторые формы жизни могут развиваться в органическом растворителе, таком как бензол или что-то еще, но мы не можем сказать наверняка.

В вашем водном мире будет изобилие одного компонента, но явное отсутствие хотя бы одного из двух других в одном и том же месте. Эти питательные вещества, образующие строительные блоки жизни, обычно доставляются и/или доставляются в формах, которые тяжелее воды. Так они бы утонули. Что подводит вас к большой проблеме, с которой вы столкнетесь, — к питательным веществам. Даже если вы нашли способ доставить их в количестве, достаточном для формирования жизни (астероиды, что угодно), у вас будут большие проблемы с концентрацией. Гигатонна фосфора (или чего-то подобного) не принесет вам особой пользы, если она будет разбавлена ​​до 3 частей на миллион в вашем океаническом мире или если она погрузится в ледяное ядро, где нет энергии для запуска химических реакций, необходимых для создания сложных соединений. молекулы.

Глядя на Землю, жизнь развивалась в местах, где встречаются вода и земля: земля давала питательные вещества и удобный якорь, чтобы не допустить растворения строительных блоков жизни, вода служила растворителем для их смешивания, а энергия обеспечивалась. либо электромагнитным излучением, либо геотермальными источниками. Я не вижу возможности, чтобы три компонента существовали в мире, полностью состоящем из воды — там, где вы можете получить концентрацию с богатыми минералами астероидами, погружающимися в ядро, у вас не будет энергии, а там, где у вас есть энергия (около поверхность), у вас не будет достаточной концентрации строительных блоков жизни.

Вам понадобится растительная жизнь, плавающая на поверхности, а-ля Переландра К. С. Льюиса .

Что касается минералов, вам нужны либо очень длинные корни на плавающих растениях, либо что-то, что вытягивает глубокие, насыщенные минералами воды на поверхность, где плавающие растения могут их использовать.

Просто. Они строят плавучую платформу. Посадить лес. Выпустите всех видов насекомых. Выпустить птиц. Отпустите лису. Просто подождите миллион лет, а затем посмотрите, как она развивалась.