Пищеварительная система «Абсолютного Всеядного»

Я разрабатываю существо, которое должно быть способно есть «в основном все», в пределах правдоподобия того, что по сути является органическим существом. Его пищеварительная система может быть настолько сложной, насколько это необходимо, и эволюционная история не помеха, существо может быть как инопланетным, так и сконструированным, но так или иначе оно до крайности всеядно.

По крайней мере, он должен быть в состоянии разрушить любую органическую молекулу, хранящую энергию, от растений и мяса до ископаемого топлива. Любое другое природное химическое вещество с высоким содержанием энергии также должно быть съедобным, если это возможно.

Примечательно, однако, что это активное, подвижное животное, поэтому его должно интересовать только то, что имеет относительно высокое содержание энергии. Можно получить энергию путем окисления металла, но этого, вероятно, недостаточно для поддержания высокоэнергетического образа жизни.

Как должна работать пищеварительная система существа, чтобы дать ему возможность переваривать как можно больше разных вещей?

Пищеварение может быть довольно простым и понятным. Настоящая проблема не в том, чтобы быть отравленным всевозможными чужеродными белками или изомерами. Этой штуке нужно, например, все расщеплять и синтезировать собственные аминокислоты. Но в то же время ему нужно убедиться, что ни один из чужеродных клеток не соприкасается с его собственными клетками... возможно, с какой-то минеральной оболочкой его пищеварительного органа (например, зубов).

Ответы (6)

По крайней мере, он должен быть в состоянии разрушить любую органическую молекулу, хранящую энергию, от растений и мяса до ископаемого топлива.

Самое близкое, что есть у нас на Земле, — это тараканы. Они будут есть все, что смогут прожевать.

Переваривание ископаемого топлива затруднено из-за нескольких факторов:

  • Разрушение их внутри вашего тела может привести к образованию угарного газа, который ужасно ядовит;
  • Они достаточно редки, чтобы найти в природе то, что большинство существ не подвергалось эволюционному давлению, чтобы разработать средства для их разрушения.

Это не значит, что животные их не едят. Древесный уголь едят многие травоядные, от слонов до оленей, а также некоторые всеядные обезьяны. Они потребляют его не как источник энергии, а как естественное противоядие от токсинов в своем рационе (в статье упоминаются только обезьяны, но есть данные и по другим животным).


Итак, давайте начнем с нашего лучшего выбора. У вас может быть эволюционная история, в которой у тараканов есть симбиоз с этими двумя бактериями:

Эти бактерии могут жить в кишечнике таракана. В обмен на то, что они отдают тараканам часть своей энергии, они получают среду, в которой они могут процветать без конкуренции. Кроме того, таракан обеспечит их сырьем, необходимым для жизни, поэтому им не нужно беспокоиться о добыче еды. Аналогичный процесс происходит с термитами и бактериями в их кишечнике — термиты не расщепляют целлюлозу, которую они едят, это делают бактерии в их кишечнике.

Итак, у вас есть это. Представьте себе мир, в котором тараканы могли бы есть пластик и масло. Если в вашем доме завелись тараканы, они могли выпить бензин из вашей машины, а затем съесть топливный бак в качестве десерта.

Люди тоже так делают; наш кишечник может поглощать только самые основные питательные вещества, но он населен разнообразными бактериями, которые переваривают сложную пищу в то, что нам нужно. В обмен на эту ценную функцию мы обеспечиваем их стабильным снабжением едой и хорошим, безопасным домом. Сделать больше продуктов съедобными — это просто вопрос поиска (или разработки) новых бактерий, которые могут переваривать для нас больше продуктов.

Я бы предложил дать ему несколько желудков, как у коров, однако здесь каждый желудок выполняет разные функции: один для разложения мяса, один для волокнистых растений, один для фруктов и т. д. Вероятно, для этого потребуется первый желудок с каким-то методом фильтрации, или хотя бы что-то для расщепления жесткой пищи , чтобы каждый последующий желудок мог нормально выполнять свою роль.

Также было бы интересно дать этому животному сложную внутреннюю микробиоту. Многие микроорганизмы гораздо эффективнее нас расщепляют молекулы, запасающие энергию, и наличие подходящих бактерий и грибков в каждом желудочном мешочке даст вашему животному невероятно широкий выбор продуктов для жизни.

Желудок, полный симбиотических хемоавтотрофов, для более стабильных источников топлива... Какая чудесная горючесть.
@JoeBloggs Огромные выбросы метана! Вы бы дважды подумали, прежде чем охотиться на этого зверя с винтовкой ;-)
@Whitehot Метан является источником топлива ... разве существо не обязательно должно иметь способ переваривать метан? То есть сжигать метан и извлекать из него энергию?
Несколько желудков или несколько ртов... может быть проще, чем использовать систему химической сортировки в Желудке №1, чтобы существо глотало пищу, используя наиболее подходящий рот. Тогда мозг мог бы участвовать в выборе маршрута.
@SRM Хорошее замечание по поводу метана! Хотя, вероятно, это должен быть микроорганизм, который разлагает его, я изо всех сил пытаюсь представить, что кишечник животного способен совершить такой подвиг.
@SRM Даже если бы у зверя было несколько ртов, было бы сложно эффективно разделить категории продуктов, если вы настоящий всеядный. Разве кости, чешуя и мясо рыбы не нужно было бы проглатывать через разные рты?
@Whitehot Может быть, рыба идет в одно и то же место. Но хлебать лужу масла может и не стоит. Я предполагаю, что некоторые из более экзотических веществ заслуживают уникальных отверстий.
@SRM: если метан направляется из нескольких желудков в специальный желудок «высокоэнергетических газов», то существо действительно может эффективно переваривать. Извините, я сказал переварить? Я имел в виду взрыв.
@joebloggs :-) Я понимаю трудности. Но если это всеядное животное, мы должны, по крайней мере, подумать о том, как сделать метан усваиваемым. Есть ли у нас какие-либо вопросы на WB о питании органических существ с помощью горения? Кажется, я припоминаю некоторые вопросы, которые я спрашивал об этом пару лет назад.
Может быть, ему не нужно переваривать метан, он просто использует его для передвижения. См. дизайн «реактивного дракона»: worldbuilding.stackexchange.com/questions/9020/…
Ооо! Проверьте это: worldbuilding.stackexchange.com/questions/154285/…
@SRM Возможно, наше сверхвсеядное животное также поглотило некоторые инопланетные хлоропласты во время своего развития? en.wikipedia.org/wiki/Elysia_chlorotica

Тепловой дифференциальный двигатель.

Ваше существо окисляет молекулы в своем «желудке», который больше похож на печь. Подойдет все, что может быть окислено — любой восстановленный углерод, или азот, или соль металла. Окисление производит тепло. Количество выделяемого тепла контролируется путем контроля поступления кислорода в желудок.

В жарких условиях некоторые металлопротеины изменяют конфигурацию. Циркуляция приводит эти белки в горячие условия вблизи желудка, и они улавливают тепловую энергию при изменении конфигурации. Когда металлопротеин с горячей конфигурацией циркулирует на холодную внешнюю сторону (возможно, пластины или ребра радиатора), он возвращается к холодной конфигурации. Этот конформационный сдвиг связан с АТФазой и генерирует АТФ, который существо может использовать для своих мышц и метаболических процессов, как это делает земная жизнь.

Похоже, вам потребуется очень тонкая настройка тепла вашей печи, чтобы это работало. Знаете ли вы каких-нибудь животных, которые могут так точно регулировать потребление кислорода?
@Whitehot: Я такое животное, и если ты не робот, то ты тоже. Захват кислорода в легких и последующая доставка к тканям строго регулируется в соответствии с метаболическими потребностями этих тканей. Кислород токсичен, и вам нужно только то количество, которое вы можете использовать, плавающее вокруг вашей деликатной биологии. Если вы робот, я думаю, ваш секрет небезопасен для меня, так как я только что вас раскрыл; извини.
Я понимаю перенос кислорода в метазоа — я имею в виду мое тело, но это включает в себя целый ряд очень точно настроенных ферментов, циркулирующих в крови. На мой взгляд, печь, которую вы предлагаете, работает с газообменом, но я, возможно, неправильно понял, как именно она работает. Не могли бы вы немного подробнее описать свою печь-желудок? :)
Я думал об использовании тепла, но насколько эффективно использование тепла по сравнению с прямым использованием химической энергии? Насколько мне известно, ни один живой организм не использует перепады тепла в качестве основного источника энергии, и, учитывая, как легко производить тепло путем расщепления органических молекул, можно было бы подумать, что его можно будет использовать, однако производство тепла, по-видимому , только использоваться для гомеостаза живых существ.
@Whitehot: управление воздухом может быть похоже на заслонку в паровом двигателе. Топка паровой машины имеет забор топлива и воздухозаборник, а уменьшить забор воздуха можно с помощью заслонки, уменьшающей нагрев. Я предполагаю, что «топка» в этом существе будет работать по принципу обогрева мокрого стога сена. сегодняifoundout.com/index.php/2014/09/…
@IndigoFenix ​​- я тоже не знаю такого организма. Здесь я утверждаю, что это связано с трудностью культивирования и изучения архебактерий, живущих в экстремальных условиях, где было бы возможно использовать разницу температур в небольшом теле. Практически в любом месте на Земле, где есть перепад энергии, который нужно использовать, есть прокариоты, использующие его.
В этом случае контроль кислорода в вашей печи является физиологическим, а не биохимическим. Очень разные, и я сомневаюсь, что это может быть где-то так точно настроено, как потребление кислорода на клеточном уровне.
@Горячий, горячий… горячий. Если частота вашего дыхания увеличивается, а ваши артерии расширяются, чтобы снабжать ваши мышцы более насыщенной кислородом кровью в ответ на выработку ими молочной кислоты, это физиологическое или биохимическое явление? Это и то, и другое - интегрированная система для нас, и я здесь утверждаю, что и для этого пожирателя тепла. Легко представить физиологические регуляторы, определяемые относительным процентным содержанием циркулирующих горячих и холодных изоформ вышеописанного белка.
@whitehot - я в восторге от того, что эта скромная схема побудила вас или кого-либо еще задуматься!
@willk Мы используем как физиологическую, так и биохимическую регуляцию, и это существо тоже может. Но я не совсем понимаю, какой носитель содержится в вашей печи. Являются ли восстановленные углероды в ванне пищеварительных ферментов? Или они подвергаются воздействию воздуха и активно горят? Я очень заинтересован в вашем предложении, это фантастический сценарий, который можно представить, но вы не получите мой голос, пока я не буду полностью убежден, что это будет жизнеспособно в естественных условиях;)
@Whitehot - взгляните на ссылку на стог сена. Печь подобна горячему мокрому стогу сена. /Но если влажность находится на критическом уровне от 20 до 50 процентов, тогда температура повысится... Как только она достигнет 80°C, сами бактерии погибнут.. Если стог сена... будет достаточно большим, чтобы внешняя сторона изолирует внутреннюю часть, где происходит химическая реакция, затем улавливается тепло... На этом этапе поток воздуха имеет решающее значение. Если есть слишком большой поток воздуха, это отведет тепло. Если потока воздуха слишком мало, кислорода не хватит для поддержания химических реакций.
@Whitehot: забавная мысль - ацетоновый паровой двигатель, работающий от беспламенного котла из мокрого стога сена.
@Willk Я почти уверен, что «ацетоновый паровой двигатель, работающий на беспламенном котле из влажного стога сена» заслуживает отдельного вопроса ^^
@ Будет хорошо, справедливо, тепловой пузырь кажется жизнеспособным, хотя и чрезвычайно сложным в настройке. Я не уверен, что только эволюция позволила бы ему существовать. По-прежнему существует проблема превращения тепловой энергии теплового пузыря в химическую энергию для использования телом. Хотя тепло может вызвать изменение конформации белка, я не понимаю, как возвращение к его «холодной» конформации может генерировать АТФ, не говоря уже о том, чтобы генерировать его достаточно эффективно, чтобы питать клетку. Конформационные изменения белка обычно расходуют АТФ, и довольно много, когда задействовано тепло...

У тебя есть люди!

Нет, серьезно - подумайте об этом.

В этом большом и странном мире мы можем съесть практически все, что угодно , при условии надлежащей подготовки. То, что мы не можем съесть сразу, мы можем найти способы приготовить и сделать съедобным. Мы уже используем такие материалы, как уголь , нефть и даже древесину . Это всего лишь вопрос времени, когда мы начнем делать еду прямо из углерода с помощью какого-то странного 3D-пищевого принтера.

У нас уже есть принтеры , и мы не так уж далеки от прямого использования углерода .

Конечно, это делают не наши нежные желудки. Вместо этого мы используем свои умственные способности и социальные ресурсы, чтобы позволить себе есть все, что, по нашему мнению, может быть хотя бы отдаленно вкусным — акцент на «удалено» .

Обычно мы думаем, что наша «пищеварительная система» начинается во рту, но для некоторых продуктов этот процесс происходит задолго до того, как они попадут на наши тарелки. От приручения особых бактерий для производства сыра до использования почти ритуальных процессов для приготовления мяса , мы разработали тысячи и тысячи способов сделать всевозможные продукты съедобными - иногда гораздо дольше, чем они должны быть , иногда даже если они очень сильно пытаются нас убить. .

В этом смысле мы не сильно отличаемся от термитов, которые хранят в своем кишечнике специальные бактерии, чтобы иметь возможность переваривать целлюлозу, или от животных, которые буквально выплевывают кислоту поверх пищи, чтобы они глотали образовавшиеся соки. Главное отличие в том, что для них это единственный способ есть.

Для нас это другое. Мы хитрые ублюдки.

Мы не едим ртом.

Мы едим мозгами .

Так что, в конце концов, вашему существу нужна не супер-пищеварительная система, которая может съесть что угодно, а вместо этого дайте им возможность сделать все, что они хотят съесть, съедобным. Не делайте из них пожирателей монстров. Сделай их поварами-монстрами .

Это странно проницательный ответ. Мы потребляем все доступные ресурсы — не для внутреннего потребления, а для удовлетворения наших энергетических потребностей. Аккуратный.
@SRM Спасибо за добрые слова и спасибо за щедрость! >.<"

Как насчет того, чтобы ваше существо было мультикомбо-симбиотом? Может быть, это часть эволюционного процесса слияния в единое сложное существо (что-то вроде смешения прокариот с эукариотами), или, может быть, это как комбо-животные из «Огня в глубине». В любом случае, входящие в его состав существа «делят» все источники пищи по мере необходимости.

Его зовут "Карл"... с железным желудком.

Рот регистрирует, какой тип «еды» съедается. Это вызывает сложное нейронное сообщение к железам, которые поддерживают процесс пищеварения. Серия излучателей кислоты задействована для создания правильной кислотной смеси для того, что попадает в «железный пищевод», это также вызывает любое необходимое увеличение слизи для защиты желудка в зависимости от силы кислоты. Для сложных или более твердых материалов есть специальный желудок, рассчитанный на кислоту полной мощности, и туда попадают только действительно необычные пищевые продукты, где они размягчаются, прежде чем попасть в обычный желудок. Для сложных газов, связанных с определенными пищеварительными процессами, существует возможность обратной подачи «отрыжки» газов из любого желудка, а кишечник «пукает».

Вопрос в том, что касается действительно тяжелых блюд, это существо, которое страдает больше всего, или те, кто находится рядом с существом, получают основную тяжесть процесса.