Помните самое главное правило пищевой цепи: источник энергии в основе должен быть возобновляемым.

Фотосинтез всегда был основой всех основных пищевых цепей (главных, связанных с передачей большого количества энергии), потому что он основан на бесплатном, легкодоступном и долговременном источнике энергии: солнечном свете.

Хемосинтез

Обычно считается, что это самый ранний тип дыхания на Земле. Первобытные существа, предки архей, жили, питаясь соединениями серы, в изобилии встречающимися в горячих источниках океана.

Это случилось однажды, это может случиться снова на другой планете. Преимущества:

• Процесс очень прост и не требует сложной пищеварительной системы. Очень подходит для простых форм жизни.
• Существа, полагающиеся на этот метод дыхания, могут (и делают) населять закрытые места, куда никогда не попадает солнечный свет (глубокие закрытые пещеры и эндемичные места обитания на морском дне). Для таких местностей можно сконструировать простые пищевые сети с этими существами в основе.
• Также обеспечивает превосходный биологический канал для превращения этих соединений в продукты, которые более легко утилизируются разумными формами жизни (гуманоидами?) на планете. Например, археи, питающиеся сероводородом, превращают его в диоксид серы, который рассеивается в воздухе. В других местах сильные восстановители восстанавливали бы диоксид серы обратно в аморфную серу, создавая серные руды. Это помогло бы собрать всю коровую серу в руды, которые легко используются гуманоидами. Напротив, вашим гуманоидам было бы практически невозможно продолжать собирать небольшое количество сероводорода из нескольких пещерных систем и глубоководных жерл.

Однако это может быть не очень хорошей идеей для использования в качестве основы для всех пищевых сетей на вашей планете. Вот некоторые из недостатков этого метода:

• Он не создает большого количества энергии (по сравнению со сжиганием глюкозы), а это означает, что он не может питать сложные многоклеточные организмы.

• Еще одна причина отказа от поддержки сложной жизни заключается в том, что отходы большинства процессов хемосинтеза (особенно с участием серы и азота) производят высокотоксичные отходы (от порошка серы до серной и азотной кислот). В то время как легко быстро удалить такие разрушительные химические вещества из одной клетки, было бы невозможно собрать и удалить все токсичные отходы, созданные всеми клетками тела в сложном организме.

• Высокоэнергетические химические вещества могут присутствовать на планете в больших количествах, но без должного круговорота они всегда исчерпаемы и невозобновляемы. Это означает, что в долгосрочной перспективе большинство хемосинтезирующих организмов вымрет (поскольку их источники пищи истощатся и исчезнут), в конечном итоге оставив небольшую изолированную популяцию в ограниченных местах, где естественный процесс воссоздает некоторые высокоэнергетические химические вещества.

Радиосинтез

Я даже не знаю, откуда взялась эта идея и как она должна работать. Есть только два (возможных) преимущества этого метода:

• Радиоактивный распад обычно на порядки более энергичен, чем химические реакции (1 кг атомной бомбы против 1 кг тротила), поэтому существу, полагающемуся на этот метод, потребуется очень незначительное количество пищи для пропитания. Если существо каким-то образом способно питать себя посредством слияния (вместо деления), ему потребуется поесть только один раз за всю свою жизнь (жестокий каламбур).

• Было бы очень здорово иметь таких существ рядом!

Однако приведение в действие биологического двигателя этим методом не обходится без некоторых неприятностей. Немногие, о которых я могу думать прямо сейчас, следующие:

• Бывает, что ядерный распад не только высвобождает огромное количество энергии, но и создает смертоносное излучение, в том числе гамма- и рентгеновское. Известно, что эти лучи непоправимо повреждают ДНК. Популяция радиосинтезирующих существ постепенно стерилизовала бы весь ареал всей жизни. Не может быть и речи о появлении пищевой цепи.

• Без толстых листов материала, поглощающего излучение (на ум приходит свинец), сами существа были бы подвержены риску тяжелых мутаций, наследственных заболеваний и рака. В основном мы говорим о существе, у которого есть свинцовый щит вокруг каждого из его органов. Обратите внимание, что существуют типы устойчивых к радиации бактерий , но все они являются бактериями (одноклеточными). Ни одна сложная форма жизни никогда не была способна справиться с излучением высокой энергии.

• Такие организмы и основанные на них пищевые цепи будут активны только в регионах, где есть хотя бы умеренные концентрации радиоактивных элементов в почве. Это означает, что, как и хемосинтез, радиосинтез может поддерживать только ограниченные эндемичные популяции простых существ.

Магнитосинтез

Это еще более безумно, чем радиосинтез. Земля имеет колоссальное магнитное поле. Но как на Земле организм может использовать это магнитное поле для получения энергии, остается только гадать. Вращение электропроводящей катушки в магнитном поле индуцирует ток в катушке, это правда. Но как существо может создать такую ​​катушку и как оно собирается вращать эту катушку, не применяя больше механической энергии, чем электрической энергии, которую оно собирается получить?

Несмотря на все нелепости и невозможности относительно происхождения и биологии/физики такого существа, все же есть одно преимущество такого (гипотетического) существа:

• Это сведет с ума ученых, а кто-то получит Нобелевскую премию за опровержение закона сохранения энергии.

Однако у этого сценария есть и обратная сторона:

• Этого не произойдет.

Другие (гипотетические) возможности

Под этим термином я подразумеваю использование солнечного света для создания высокоэнергетических соединений без сложностей процессов, связанных с хлорофиллом. Возможности включают в себя:

• Существа, которые преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью биологических солнечных элементов.

• Существа, которые создают глюкозу в процессе, не связанном с хлорофиллом.

• Существа, живущие за счет хемосинтеза, но пополняющие свои истощенные химические запасы путем повторного преобразования отработанных химических веществ обратно в высокоэнергетические химические вещества с использованием солнечного света. Например:

Сероводород + Кислород => Оксид водорода + Диоксид серы + энергия

Оксид водорода + Диоксид серы + Солнечный свет => Сероводород + Кислород