В океане есть некоторые потребляющие нефть бактерии , которые могут расщеплять углеводороды. Поскольку они, как правило, накапливают много энергии, мне было интересно, могут ли более крупные организмы использовать углеводороды (в частности, нефть) в качестве источника пищи.
Я воображаю что-то вроде чужой планеты с огромными нефтяными месторождениями близко к поверхности и древовидными растениями с корнями, которые могут спускаться вниз и брать из этих месторождений. Если это возможно, я мог бы представить, что оно развивается из-за чего-то вроде плотного облачного покрова, препятствующего попаданию солнечного света на землю.
Я также мог бы представить, как это работает для животных, живущих под землей, если бы залежи нефти были достаточно близко к поверхности, чтобы она могла просачиваться через трещины. Похоже, что нефть имеет примерно в три раза большую плотность энергии, чем глюкоза, поэтому, если бы у животных была возможность воспользоваться этим, кажется, это могло бы быть чем-то, что они могли бы делать в ходе эволюции.
Это возможно? Если да, то сможет ли он когда-нибудь развиться в реальной жизни (при условии, что он находится на планете, где все условия соблюдены)?
С биологической точки зрения многоклеточные организмы, безусловно, могут (либо напрямую, либо благодаря действию симбиотических бактерий) использовать нефть в качестве источника энергии. Жизнь заставляет подобные соединения, такие как жиры, утилизироваться. Но жизнь обычно делает их с более ферментативно реактивными частями, чтобы облегчить процесс, поэтому у них, как правило, нет ферментов, чтобы так же легко расщеплять нефть. Тем не менее шокирующее количество пищи, которую вы едите сегодня, на самом деле сделано из пластика (который получен из углеводородов), поэтому вы уже едите нефть .
ОДНАКО, нефть сложно переварить напрямую, она, как правило, очень локализована в качестве источника пищи и НЕ ПОДЛЕЖИТ ВОЗОБНОВЛЕНИЮ . Это кажется тривиальной вещью, но когда вы начинаете говорить об эволюционных временах, это очень важно. Чтобы развить ферментативную систему, систему питания во время путешествий или разбрасывания из одной смоляной ямы в другую, и способ непосредственно есть смолу/сырую нефть, вы говорите о миллионах лет и МНОЖЕСТВЕ замечательных возможностей. Все для развития способности потреблять невозобновляемые ресурсы, которые обычно находятся глубоко под землей.
Кроме того, эти многоклеточные организмы (скорее всего, животные или грибы) будут напрямую конкурировать с бактериями за эти ресурсы. Эволюционные сроки для бактерий намного короче, чем для эукариотических организмов, и бактерии пугающе эффективны в потреблении любых ресурсов, лежащих вокруг.
Я подозреваю, что в таком мире произойдет то, что местный эквивалент бактерий будет потреблять смолу/сырую нефть, затем крошечные животные будут потреблять бактерии, а затем их будут потреблять другие организмы, так что у вас будет пищевая цепочка с нефтью на уровне от основания до вершины хищников наверху - при условии, что во многих местах из-под земли вытекает безумно огромный запас обильной нефти. Существующие формы жизни могут быстро эволюционировать в сторону потребления бактерий (поскольку все они готовы это делать), а бактерии довольно хорошо прижились в питании нефтью.
При наличии достаточного количества времени и ресурсов у вас будет нефтяной эквивалент травоядных (петрофагов? Нафтаворов?), потребляющих смолу, а затем обеспечивающих идеальные внутренние условия для роста бактерий, переваривающих смолу, из которых нафтаворы затем получают пропитание. Это было бы логичным продолжением. Все это неизбежно приведет к потреблению всей нефти все быстрее и быстрее, пока вся ваша система не рухнет из-за нехватки еды.
Да, но вряд ли это произойдет в кислородной атмосфере.
Ответ Д.В. Крауса хорошо объясняет основное препятствие: в земной среде нефтехимические продукты ограничены в распространении и невозобновляемы, поэтому, если способность есть их появится, это не продлится долго. Если вы хотите создать геологически стабильную экосистему, используя этот источник пищи, вам необходимо решить проблему возобновляемости. Это означает проектирование планеты, которая может естественным образом производить углеводороды на поверхности в больших количествах на постоянной основе... и этого не произойдет в земной окислительной среде. (Живые организмы могли бы сделать это, если бы они были спроектированы таким образом, но у них нет причин развивать эту способность, учитывая, что жиры гораздо удобнее.)
Вместо метаболической экосистемы, основанной на кислороде и CO2, вам нужны водородные дышащие в атмосфере с большим количеством метана. Полностью абиотические процессы, такие как фотохимия верхних слоев атмосферы и электрохимия, вызванная молнией, будут непрерывно производить сложные углеводороды, которые падают дождем на поверхность, и многоклеточные организмы будут заинтересованы в том, чтобы питаться ими для получения энергии путем гидролиза их для регенерации метана. И, как вы можете видеть на примере Титана, вполне вероятно, что такой мир будет окутан дымкой, так что на поверхность попадает очень мало света, что делает прямое потребление углеводородов конкурентоспособным с водородным фотосинтезом.
Да, с соответствующими ферментами нет причин, по которым они не могли бы.
Но перед этим нужно решить более крупную проблему — постоянную (и возобновляемую) доступность углеводородов. Вы не можете сделать это с ископаемой нефтью. Итак, вам нужно начать с организмов, которые производят углеводороды в качестве хранилища энергии (это не слишком отличается от использования жира, но реакции не так эффективны в диапазоне температур органической жизни; однако, с соответствующими ферментами, кто знает).
Оттуда вы можете заставить организмы эволюционировать, чтобы предшествовать другим богатым углеводородами организмам, постепенно отказываясь от всех других источников пищи. Вы могли бы покончить с вампироподобными хищниками и аналогами растений, хранящими резервуары углеводородов, такие как клубни глубоко под землей. Как только кроты-вампиры достаточно разовьются, они также смогут обнаруживать, достигать и эксплуатировать нефтяные резервуары, по крайней мере, те, которые находятся не слишком далеко от поверхности.
Живые существа работают в воде, масле и воде не смешиваются , поэтому живым существам очень трудно использовать чистые углеводороды. Жиры, используемые вашим телом, в основном не являются чистыми углеводородами. Например, жирные кислоты имеют карбоксильную группу, которая становится отрицательно заряженной в воде при нейтральном pH, что делает их гораздо более растворимыми в воде, чем их чисто углеводородные аналоги (однако им все еще нужна помощь липопротеиновых частиц для переноса по телу). Группа карбоновой кислоты также обеспечивает основу для дальнейших химических реакций.
В этой статье содержится много деталей, но вот хорошая цитата:
Из-за гидрофобности и низкой растворимости в воде большинства нефтяных углеводородов скорость биоразложения в окружающей среде обычно ограничена.
По этой причине, я думаю, что при правильном давлении отбора крупные организмы могли бы на самом деле гораздо лучше, чем бактерии, метаболизировать нефть , поскольку они могут создавать внутреннюю среду (температура, pH, концентрация кислорода), более подходящую для реакций, необходимых для расщепляют углеводороды, чем микроорганизмы.
Хотя вполне возможно, что большой организм мог сам вырабатывать ферменты для деградации, я предполагаю, что они могут развиваться подобно коровам. Сами коровы не производят ферменты, необходимые для переваривания жесткой растительной пищи, которую они едят (в основном целлюлозу и лигнин), но создают среду, в которой они могут сделать это за них. Пережевывание их жвачки обеспечивает механическое перемешивание, а бактерии, простейшие, грибки и археи в их рубце превращают целлюлозу и лигнин в жирные кислоты и другие достаточно растворимые в воде молекулы, которые корова может использовать непосредственно.
Коровы, питающиеся нефтью Итак, я полагаю, что у большого организма может развиться своего рода желудок, населенный микробами, разлагающими нефть, который обеспечивает оптимальную среду для микробов, использует механическое перемешивание, чтобы подвергать большему количеству масла воздействие этих микробов, и помогает эффективно солюбилизировать нефть. масла секрецией какого-либо поверхностно-активного вещества.
Почему такие существа не эволюционировали на Земле? Как упоминалось в других ответах, возможно, на Земле просто недостаточно нефти, чтобы это было устойчивым. Однако вы можете представить себе планету, где нефть более распространена и добывается с большей скоростью. Там могут развиваться такие нефтяные коровы.
Жиры из нашего реального существующего рациона в основном представляют собой длинноцепочечные углеводороды (точнее, карбоновые кислоты с длинной углеводородной цепью), соединенные с глицериновым остовом посредством сложноэфирных связей; так что да, это возможно.
Источник: Википедия .
Хотя жирные кислоты и жиры сами по себе не являются углеводородами, они оба имеют части, состоящие из длинноцепочечных алифатических углеводородов. Именно из этих фрагментов углеводородной цепи исходит их высокая плотность энергии, а не из карбоксилатной группы. Похоже, что вопрос касается биологии и физиологии, и обе они «обрабатывают» сходные молекулы сходным образом.
Бурги
AlexP
вкусности
техсистем2000