Читая этот вопрос, почему нет колесных животных? Я задавался вопросом, почему никакие организмы, кажется, не используют прочность металла на растяжение и другие силы , как это делаем мы в металлических инструментах и конструкциях. Я, очевидно, не говорю о микроскопических применениях металла, таких как человеческая кровь и т. д.
Почему нет растений с металлическими шипами? Нет деревьев с "армированной" древесиной? Никаких металлических ленивцев? Никаких жуков со сверлами с металлическими наконечниками? Или есть?
Я могу придумать некоторые потенциальные факторы, почему их нет (или мало), но я не знаю, верны ли они:
Как хищник, я хотел бы съесть много позвоночных и накопить металл из их крови, чтобы укрепить свои клыки...
Бонусный вопрос: существуют ли организмы, использующие высокую электропроводность металла? Нервная система животных зависит от электрических сигналов, но я не думаю, что нервы содержат много металла. То же самое относится и к тем немногим животным, которые используют электричество в качестве оружия.
Есть некоторые случаи, как намекают комментарии. Но это относительно небольшое количество металла.
Дело не в том, что металла нет. В частности, железо является четвертым наиболее распространенным элементом в земной коре, и почва, имеющая красноватый цвет, содержит железо. Есть несколько причин, по которым вы не всегда видите железные экзоскелеты на животных. Во-первых, полностью восстановленный (степень окисления 0) металл требует больших энергетических затрат для создания в восстановленной форме.
Железо — второй по распространенности металл после алюминия в земной коре, но оно почти полностью присутствует в окисленном состоянии, то есть в виде ржавчины. Большая часть биологического железа функционирует в степени окисления +2/+3, что больше похоже на ржавчину, чем на металл. Цитохромы и гемоглобин являются примерами того, как железо является более ценным химически активным биологическим агентом, чем структурным агентом, поскольку они используют окисленные ионы железа. Алюминий, самый распространенный металл на Земле, обладает относительно небольшой биологической активностью — можно предположить, что его окислительно-восстановительные затраты даже выше, чем у железа .
Если есть какие-то причины, по которым восстановленные биометаллы не проявляются очень часто, неспособность биологических систем откладывать восстановленные (металлические) металлы не является одной из них. Кость и скорлупа являются примерами биоминерализации, когда белки, откладывающие карбонат кальция или другие оксиды в материале, структурируются белками, чтобы быть более прочными, чем они были бы в виде простого кристалла. Известны случаи, когда биологические системы производили, по общему признанию, небольшие кусочки восстановленного металла. Упоминаются магнитосомы у магнитотактических бактерий, но известны также случаи накопления восстановленного золота микроорганизмами .
Я бы сказал, что хотя железные скелеты и кажутся преимуществом, они электрохимически нестабильны — кислород и вода будут склонны быстро их окислять (ржаветь), и организму придется тратить много энергии на поддержание его в рабочем состоянии. Электрическая проводимость кажется полезной, но нервная система предпочитает тонкие уровни контроля над массовым потоком тока, даже в таких случаях, как электрические угри, чей ток создается градиентами от ацетилхолина .
Более того, это факт, что биологические материалы на самом деле работают так же или даже лучше, чем металл, когда это необходимо. Шелк паука имеет большую прочность на растяжение, чем сталь (вдоль направления нити). Снаряды моллюсков — модели для танковой брони — они удивительно устойчивы к проколам и поломкам. Время, необходимое металлизированным структурам для биологической эволюции, может быть слишком долгим — к тому времени, когда металлизированная версия органа или скелета появится, кости, оболочки и волокна, которые мы знаем, вероятно, будут иметь большое преимущество и селективное преимущество.
Несколько незначительных моментов, которые можно добавить к отличному ответу Шигеты:
Биологические ферменты плохо работают с металлами. Некоторые из них часто включают металлы (см. хелатирование ), но элементарные атомы нелегко обработать. Во-первых, большая молекула будет везде одинаковой, поэтому расщепление, например, будет неизбирательным и оставит только кучу крошечных крошечных атомов.
Более того, как только организм включает металл, он, конечно, мало что может с этим поделать. Многие организмы на основе раковин меняют свои оболочки из-за негибкости этих конструкций, и металл не будет исключением. Трудно расти, когда ты заключен в самодельную железную деву.
Есть веские причины, по которым ткани/структуры с очень высоким содержанием металла могут вызывать проблемы (здесь я полагаюсь на другие ответы).
Однако мне известен еще один пример: некоторые моллюски содержат высокие концентрации железа в кончиках радулы (по сути, полоски зубов, используемых для выпаса). Это особенно важно для пасущихся моллюсков, поскольку они в основном зарабатывают на жизнь, соскребая тонкий слой микроводорослей прямо с поверхности камня.
Ну, есть обыкновенный мотыль (Glycera dibranchiata), которого люди используют в качестве наживки для рыбалки. Животные уникальны тем, что содержат много меди, не будучи отравленными. Их челюсти необычайно сильны, так как они также содержат металл в виде биоминерала хлорида на основе меди, известного как атакамит.
http://www.sciencemag.org/content/298/5592/389.long
И в отличие от моллюсков (Nereis limbata), челюсти которых содержат металлический цинк, медь в минерале челюстей Glycera фактически присутствует в кристаллической форме.
http://www.pnas.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=12886017
Предполагается, что эта медь используется в качестве катализатора его ядовитого укуса.
(Я взял это из Википедии)
Похоже, что у некоторых ос-паразитоидов на яйцекладе есть зазубрины, покрытые цинком, которые помогают им просверливать древесину и откладывать яйца.
Вот запись в блоге об этом на IFL Science и оригинальная статья:
Образцы паразитоидных яйцекладов имели массовый процент цинка 7,19 ± 3,8% (N = 42) в концевых областях, что было значительно выше (P <0,05), чем в отдаленных регионах опылителей и паразитоидов (<1%; N = 10) .
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Scaly-foot_gastropod
Брюхоногие моллюски с грейгитом, пиритом и графитом на панцире и ноге.
Из-за большого количества этих соединений в растворенном виде окружают гидротермальные источники.
Предположение для цели: оболочка чрезвычайно устойчива, металл значительно улучшает это. Хотя неясно, считала ли эволюция эту адаптацию необходимой из-за обилия сильных хищников или как средство детоксикации проглоченных соединений.
Три популяции этих улиток имеют различный состав, одна из которых даже является магнитной из-за различных соединений, производимых жерлами.
Извинения, вот не вики http://www.esa.org/esablog/research/iron-plated-snail/
Хотя и не в металлической (0) стадии; Железная руда под названием « болотное железо » образуется в результате микробного процесса.
Рис-1: Болотное железо ( Викимедиа )
Образуется внутри болот и топей , классически в сфагново - моховых болотах . Встречается также в торфе .
Рис-3: Sphagnum sp, обыкновенный болотный мох умеренных и холодных регионов. ( Викимедиа )
Когда Fe(2) или ион железа, более растворимая форма, полученная в грунтовых водах болотистого региона из какого-либо минерального источника, такого как родник , анаэробные железоокисляющие бактерии , такие как Gallionella и Leptothrix и т. д., окисляют его до Fe(3) или железистая форма; которые очень легко осаждаются в виде нерастворимых соединений.
Рис. 4: Пружина действует как источник железа. ( Википедия ), ( Викимедиа ), ( Геологическая служба США ), ( URL-адрес Геологической службы США ).
Рис. 5: Leptothrix sp. , найденный в железистой среде. ( Викимедиа )
Компоненты железа, обнаруженные в болотном железе, обычно представляют собой оксигидроксиды железа (III) (FeO) OH различного состава; геологически гетит и лимонит .
Рис. 6: Образцы «болотной руды» из ручья Нассаванго показывают пустоты, выстланные гетитом вокруг массивной «охры». ( Геологическая служба США ), ( URL )
Источники: >
Википедия.
Производство железа в эпоху викингов , http://www.hurstwic.org http://www.hurstwic.org/history/articles/manufacturing/text/bog_iron.htm
Книги Google: Темы экологической и экологической микробиологии / Под редакцией Шмида и Шехтера / AP; Глава-37 ---> осаждение металла
Google Книги: Экологическая микробиология: основы и приложения: микробная экология / Жан-Клод Бертран / Springer. Глава 14 ( Биогеохимические циклы )
Google Книги: Биология мохообразных / Под редакцией Шоу и Гоффинета / Кембридж; Глава 9: Минеральное питание, экология субстрата и загрязнение / Дж. У. Бейтс .
Бактерии, отлагающие металлы, и распределение марганца и железа в болотных водах/Ghiorse and Chapnick/jstor.org
Образования болотного железа в водоразделе ручья Нассаванго, Мэриленд, США /USGS ( фотографии )
Вы когда-нибудь искали брюхоногого моллюска с чешуйчатыми ногами? Он использует железо в качестве бронежилета. Буквально масштабная броня на Его ноге.
Я не биолог, но хотя это и не принято считать, кальций — это металл, поэтому технически скелеты считаются. кроме того, хотя технически это не металл, зубы блюдца впечатляют. http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-31500883
Barden et al (2017) обнаружили вымерший вид муравья (адский муравей), который жил 95 миллионов лет назад и имел встречающиеся в природе металлические нижние челюсти. Челюсти муравьев по сути такие же, как клыки пауков или зубы человека.
WYSIWYG
Цербер
Пол А. Клейтон
Ореотрефы
Ореотрефы
рынок
Цербер
Ореотрефы
Томаш Зато
Цербер
Томаш Зато
Цербер
лесотехник
Цербер
Джон
Джон
Цербер
Джон
арбовирусный
Всегда в замешательстве
Джон
Цербер
Серж Стробандт
БагиМ
Цербер