Радиационные пояса.

https://astronomy.com/magazine/ask-astro/2020/02/what-is-the-source-of-jupiters-radiation

Любые заряженные частицы в пространстве вокруг Юпитера будут испытывать сильное магнитное поле планеты и ускоряться до высоких энергий. Эти отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ионы водорода (т. е. протоны), кислорода и серы образуют радиационные пояса Юпитера... Однако доминирующим источником частиц является вулканическая луна Ио, которая сбрасывает тонну сернистого газа в секунду. в космос, где молекулы распадаются и ионизируются. Эти процессы вокруг Луны вызывают токи в миллионы ампер между Ио и ионосферой Юпитера, где они возбуждают интенсивные полярные сияния на планете.

Самые высокие потоки энергичных частиц обнаруживаются ближе всего к планете, где они образуют пояс в форме пончика вокруг экватора (который вызывает радиоизлучение, которое астрономы измеряют с Земли с 1960-х годов)...

Именно сочетание сильного магнитного поля Юпитера, мощного источника Ио и магнитной связи заряженных частиц с быстрым (10-часовым) вращением планеты приводит к интенсивному излучению. Радиационные пояса Земли (названные в честь Джеймса Ван Аллена, который открыл их с помощью первого американского спутника в 1958 году) намного слабее.

Ваша планета имеет очень сильное магнитное поле и один из ее спутников играет роль Ио, сбрасывая частицы, разгоняющиеся до высоких скоростей. Быстро движущиеся частицы эквивалентны электромагнитному излучению с точки зрения биологического повреждения.

Ваши люди не осознают, что эти пояса существуют и опускаются до и под поверхность планеты, потому что пояс неоднороден — он движется вместе с лунами, с приливами и отливами. Кроме того, метод обнаружения, настроенный на коротковолновое излучение, такое как рентгеновское и гамма-излучение, может полностью игнорировать быстро движущиеся крупные ионы серы и железа.

Что касается перспективы жизни, не затронутой радиацией, то почему бы и нет? Можно представить себе земную жизнь, устойчивую к такого рода вещам. Простой метод: если радиация вызывает случайные изменения в геноме, вы можете иметь несколько копий генома и часто сравнивать их друг с другом, корректируя в соответствии с консенсусом для данного гена.

У нас есть примеры жизни, которая эволюционировала, чтобы процветать во враждебной среде. Deinococcus radiodurans славится устойчивостью к радиации.

Deinococcus radiodurans является экстремофильной бактерией и одним из наиболее устойчивых к радиации известных организмов. Он может выдерживать холод, обезвоживание, вакуум и кислоту, поэтому известен как полиэкстремофил. Она была занесена в Книгу рекордов Гиннеса как самая стойкая из известных бактерий в мире.

D. radiodurans способен выдерживать острую дозу ионизирующего излучения 5000 Гр или 500 000 рад почти без потери жизнеспособности и острую дозу 15 000 Гр с жизнеспособностью 37%. По оценкам, доза в 5000 Гр вносит несколько сотен двухцепочечных разрывов (DSB) в ДНК организма (~ 0,005 DSB / Гр / Мбп (гаплоидный геном)). Для сравнения, рентген грудной клетки или миссия «Аполлон» включает около 1 мГр, 5 Гр могут убить человека, 200–800 Гр убивают кишечную палочку, а более 4000 Гр убивают устойчивых к радиации тихоходок.

Не будет преувеличением думать, что при соответствующем давлении окружающей среды сложная жизнь могла развиваться с таким же сопротивлением. В конце концов, сложная жизнь эволюционировала, чтобы переносить кислород, который также является неприятным фактором окружающей среды.

Однако на вашем участке счетчика Гейгера достаточно для измерения уровня радиации в окружающей среде. Высадка на планету без измерения радиационного фона звучит очень наивно.

Рамсар, Мазандаран

— город в Иране, известный уровнем радиационного фона, в 80 раз превышающим допустимый уровень от искусственных источников. В грунтовых водах есть радий, а в воздух поднимается газ радон. Тем не менее, есть загадка, потому что продолжают поступать сообщения о том, что заболеваемость раком не повышена . См . описание в Википедии . Ведущим объяснением является сумасшедшая теория*, называемая «радиационный гормезис», по сути, что вы можете получить внутренний загар, находясь в радиации. Обратите внимание, что это резко противоречит рекомендациям правительства США , хотя вряд ли это гарантирует, что это неправильно. В статье 2019 года в иранском журнале даже говорилось, что жителей следует считать хорошими колонистами Марса. Естьограниченное количество текущих исследований , но это не кажется очень поучительным.

Иногда — часто — биология просто цепляется, как мул, и отвергает все мольбы о логике и разуме.

• Этот ласковый термин смутил некоторых читателей. Обратите внимание, что в биологии «сумасшедшие теории» чаще, чем ожидалось, оказываются правдой. Как раз на днях мы узнали, что люди несут ВИЧ-подобную полимеразу для преобразования РНК в ДНК , то есть ламаркизм может вернуться в меню. Никогда не знаешь!

Повышенная устойчивость к ошибкам в генетической информации

Одной из самых больших проблем, вызванных радиацией для людей, является повреждение ДНК наших клеток, что приводит к признакам рака . Короче говоря, если правильное сочетание повреждений происходит с ДНК любой клетки, это приводит к тому, что эта клетка будет бесконечно воспроизводиться, копируя дефектную ДНК — проблема самоусугубляется.

В наших клетках есть механизмы защиты от повреждения ДНК посредством корректировки и восстановления . Как показывают примеры из Академии Хана, эти исправления в значительной степени зависят от того факта, что каждая из двух цепочек ДНК идентична другой. В статье Википедии о репликации ДНК отмечается:

Спаривание комплементарных оснований в ДНК (через водородные связи) означает, что информация, содержащаяся в каждой цепи, является избыточной.

Более того, каждая цепь используется в качестве матрицы во время репликации ДНК, как показано здесь [ 1 ]:

Эта единственная избыточность позволяет нашей ДНК быть такой устойчивой к повреждениям. Сравните двойную спираль ДНК с одноцепочечной РНК, используемой для передачи кратковременной информации в наших клетках [ 2 ]:

Таким образом, РНК не имеет избыточности и гораздо более подвержена повреждениям. Вот почему генетическая информация сложных организмов кодируется с использованием ДНК вместо РНК: информация намного лучше защищена от искажения.

Обратите внимание, насколько важны пары оснований как для репликации ДНК, так и для процессов восстановления. И репликация, и репарация ДНК полностью зависят от того факта, что единственными возможными парами азотистых оснований ДНК являются AT и CG .

Итак, вы можете представить структуру, подобную ДНК, используемую биологией вашей вымышленной планеты. Однако вместо использования нуклеозидов , которые облегчают пары оснований , могут быть чужеродные нуклеозиды, которые могут связываться только как тройки оснований , поэтому вместо AT и CG у вас могут быть ABC и XYZ . Это привело бы к молекуле с 3 цепями вместо 2 цепей, наблюдаемых в ДНК. Таким образом, вместо единственной избыточности, как у людей, генетическая информация ваших форм жизни имеет двойное значение.избыточность, что делает его гораздо более устойчивым к радиационно-индуцированным мутациям, вызывающим рак. Это также сделало бы биологические механизмы, защищающие жизнь на вашей вымышленной планете от радиации, несовместимыми с жизнью на Земле.

Также обратите внимание, что, поскольку каждая цепь ДНК представляет собой последовательность из 4 нуклеотидов, эта схема хранения информации с основанием 4 очень похожа на систему с основанием 2, состоящую из единиц и нулей, используемую в наших компьютерах. Вы можете добавить биологические механизмы, которые служат аналогами реальных методов обнаружения и исправления ошибок , разработанных человеком . Опять же, такие механизмы защитят от наиболее разрушительных долгосрочных последствий радиации.

Примечание

Как человек, занимающийся космической наукой: радиация всегда является серьезной проблемой, даже для роботизированных миссий. Я считаю крайне нереальным, чтобы космические люди не обращали внимания на излучение родительской звезды любой планеты. Возможно, вы захотите подумать над этой областью.

Вы спросили конкретно о «радиоактивно враждебном», но в случае, если вы просто имели в виду «очень вредно для здоровья в долгосрочной перспективе» - излучение на поверхности может быть намного выше, чем на Земле (например, как на Марсе) из космических источников, либо из-за звездного соседства, либо к более слабому магнитному полю (опять же, как у Марса). Как полный неспециалист в такого рода биологии, я могу предположить, что местная жизнь приспособилась к этому, подобно земным организмам, упомянутым в других ответах.

Помимо «излучения», существует любое количество микроэлементов, которые могут присутствовать в почве и, следовательно, в виде пыли в воздухе, которые являются токсичными или канцерогенными для человека в течение длительного времени, например, мышьяк (As), кадмий (Cd), хром (Cr) и никель (Ni). Асбест также является естественным загрязнителем различных минералов: хорошо известными примерами являются вермикулит и таконит.

Вот совершенно другая форма враждебности: судя по недавним исследованиям, кажется вполне правдоподобным, что жизнь может быть построена из другого набора аминокислот, чем земная жизнь. И если это может быть, есть вероятность, что это БУДЕТ на других планетах. В результате, если ваши колонисты используют туземную жизнь в качестве пищи, у них быстро или медленно разовьется дефицит аминокислот, если они не дополнят недостающие незаменимые земные аминокислоты. Я предполагаю, что некоторые неземные аминокислоты могут быть даже активно токсичными, но это всего лишь предположение.

И последнее замечание: если вы не хотите, чтобы ваша история напоминала возврат к 1950-м или 60-м годам, предположите, что если люди смогут колонизировать внесолнечную планету, что их наука и технология БОЛЕЕ развиты, чем наши, и они поймут физику, химию, биологию и медицину лучше, чем мы. Если они не пережили радикальную потерю цивилизации (несмотря на межзвездные путешествия), они НЕ будут застигнуты врасплох какими-либо из этих экологических проблем, таких как радиация, токсичные металлы или дефицит аминокислот, не больше, чем команда морских котиков. заблудиться в пустыне. Их спутники, или посадочные модули, или смартфоны, или аугментации тела рассказали бы им обо всем этом.