¿Cómo funcionaría un ecosistema flotante libre en un mundo oceánico?

En la luna titán , más allá de la capa de hielo inicial, existe toda una capa oceánica. Si sigues más abajo, te encuentras con hielo VI (que siempre es hielo, solo que con una estructura cristalina más densa). Esta capa de hielo más profunda es causada por la pura presión.

Presumiblemente, su mundo oceánico tendrá un punto lo suficientemente profundo como para que la presión sea demasiado grande para que el agua permanezca líquida y se convierta en hielo. No importa que el núcleo de titán sea sólido. Es concebible que su planeta esté completamente hecho de hielo de principio a fin.

El problema sería el resto, es decir, toda la vida orgánica está construida a partir de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Solo puedes obtener dos de estos del agua circundante. Por lo que sabemos, un planeta con agua sin otros elementos que el hidrógeno y el oxígeno no podría sustentar la vida. Tendría que permitir que el agua sea rica en otros minerales para justificar un ecosistema próspero. Cuantos menos minerales haya, menos formas de vida verás crecer en un planeta así.

Mi idea es que los minerales provienen de meteoritos que se han estrellado contra el planeta océano en el transcurso de milenios. Estos meteoritos flotarían como islas submarinas, siendo demasiado pesados ​​para permanecer en la superficie pero demasiado livianos para hundirse debajo de la capa VI de hielo aplastante.

La vida vegetal puede crecer en estas islas y, al igual que un arrecife de coral, encontraría que la mayoría de la vida crecería exclusivamente en estas islas. Esto no quiere decir que la vida no pueda existir entre islas, pero serían criaturas más grandes y probablemente podrían nadar lo suficientemente rápido como para llegar a otras islas.

Si bien la vida viviría cerca del fondo, no creo que la vida toque físicamente la capa de hielo, ya que probablemente se congelaría rápidamente sobre cualquier cosa que la toque, plantas u otros.

Bueno, veamos primero a los productores; están en la base de la pirámide alimenticia, por lo que una vez que están allí, se puede formar un ecosistema completo. Las plantas necesitan cuatro cosas básicas para crecer: aire, agua, nutrientes y luz solar. Tienes aire, tienes luz solar y estoy muy seguro de que podrías tener algo de agua por ahí. El problema son los nutrientes.

Las plantas evolucionaron en la Tierra a partir de algas y otra flora simple, que son acuáticas. Obtienen sus nutrientes del carbono, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Entonces, hay oxígeno en el agua, pero el resto no está presente. Entonces, necesitas obtener los otros minerales de algo externo al planeta.

Esto podría ser dos cosas: minerales presentes en meteoritos o minerales introducidos artificialmente. Supongo que desea que la evolución sea completamente natural, por lo que la idea de una raza inteligente que inserte carbono, nitrógeno y fósforo en los mares del planeta puede no ser satisfactoria.

Todavía no he leído las otras respuestas, pero no me sorprendería que alguien más no haya seguido el mismo hilo intelectual hasta llegar a la conclusión de que los meteoritos son probablemente la opción más probable. Los bólidos podrían estar entrelazados con nodos de estos minerales cruciales, que son expulsados ​​​​al océano circundante y, por lo tanto, a los extraterrestres de la era espacial.

Bueno en realidad no. Eso nos da los componentes básicos para formas de vida de algas simples, pero todavía hay un camino por recorrer antes de que los peces-personas puedan invadir la Tierra. A eso lo llamamos evolución.

Entonces, mi taxonomía original de la evolución es que se compone de 3 procesos muy estrechamente vinculados: mejora, complicación y selección. Nota: no soy un biólogo evolutivo y no afirmo que esta sea una asignación precisa, es más una forma simplificada de desglosarla.

Para las plantas, la mejora generalmente significa sistemas reproductivos más eficientes, lo que les permite multiplicarse a un ritmo más alto y proliferar. Sin embargo, las plantas también mejorarán sus sistemas para permanecer flotantes, consumir nutrientes, sostener su estructura, transportar nutrientes y realizar la fotosíntesis. Es posible que sepa que las algas son unicelulares, por lo que estos sistemas son menos tangibles o, a veces, inexistentes. Le recomiendo que observe cómo evolucionaron las algas hasta convertirse en plantas multicelulares para tener una mejor idea de cómo surgirían estos sistemas.

Entonces, el siguiente proceso en mi categorización de la evolución es la complicación. Al mirar esta imagen del venerable biólogo especulativo CM Kosemen (quizás lo conozcas como Nemo Ramjet), puedes ver la gran diferencia entre la primera generación de especies y la octava.

Del mismo modo, si miramos al mundo real, la anatomía de un Haikuicthyan es mucho más simple que la de un salmón rojo moderno. Esto está muy relacionado con el último proceso, la mejora, porque al mejorar, los sistemas de un organismo deben volverse más complejos. Entonces, para resumir, con el tiempo sus plantas evolucionarían hacia formas más complejas.

Pasemos ahora al tercer proceso, la selección (de nuevo estrechamente relacionado con los dos mecanismos anteriores). La selección natural es, por supuesto, la forma en que la naturaleza trata con los incompetentes para sobrevivir. Estos incluyen aberraciones genéticas cuyas características anómalas dificultan su capacidad de supervivencia. Por ejemplo, hay una razón por la que no ves muchos animales albinos salvajes: simplemente no viven tanto tiempo en la naturaleza. Sin embargo, las anomalías genéticas también pueden verse favorecidas por la selección. Por ejemplo, mire Hemeroplanes triptolemus, la famosa oruga serpiente. Imita a una víbora venenosa para disuadir a los depredadores. Probablemente evolucionaron a partir de unas pocas orugas con un patrón inusual de manchas en la cabeza que se parecía vagamente a una serpiente. Estas orugas se comerían con menos frecuencia, y cuantas más orugas manchadas, mayor probabilidad de que se reproduzcan entre sí, y las manchas se vuelven más y más refinadas con cada generación hasta que tienes una nueva especie.

Luego está otro aspecto de la selección, la extinción. En el mundo natural, el éxito se presenta de dos formas: adaptabilidad y especialización. Por ejemplo, los géneros de bivalvos simples no han cambiado desde la época de los dinosaurios. No se encuentran en la parte superior de la cadena alimentaria porque no están especializados, pero aun así sobreviven durante decenas de millones de años. Luego, cuando miras las capas superiores de la pirámide trófica, tienes a los carnívoros ubicuos, y debajo de ellos, los ungulados. También podría llamarlos exitosos, ya que están perfectamente adaptados a su propio entorno. Pero el género promedio de carnívoros/ungulados dura solo de 6 a 8 millones de años. No lidian bien con el cambio climático, y el mundo es un lugar en constante cambio. Asi que,

Entonces, te estarás preguntando, ¿por qué te estoy enseñando tanta evolución general? Bueno, Stack Exchange puede darle una idea básica de un plan, pero depende de usted refinar y continuar su evolución. Con una sinopsis de la evolución frecuentemente comparada con su planeta, esto le da una ventaja inicial en el territorio en solitario de la construcción de mundos.

Las plantas básicas en su mundo, creo, se verían como nenúfares, con una estructura flotante para mantenerse a flote y los otros órganos submarinos. Entonces podría tener plantas que crecen en sus tallos, o epífitas, como este árbol de la vida real y las plantas que lleva:

En uno de mis proyectos de exobiología, postulé que los organismos flotantes similares a esponjas podrían evolucionar y proporcionar una superficie sólida para que evolucione la vida "terrestre". Si algo así pudiera suceder en su planeta, podría haber vida como algas y corales, etc. Además, las plantas pueden crecer en organismos de movimiento lento, como el musgo en este perezoso de tres dedos:

Entonces, una vez que tienes plantas, eventualmente puedes desarrollar organismos para alimentarse de ellas. Con esto, por supuesto, me refiero a los animales. Muchos de los primeros animales eran bénticos, pero eso no será posible en un mundo sin lecho marino. Pero, todos esos animales evolucionaron principalmente porque allí es donde estaban todas las plantas, en el fondo del mar. En su planeta, las plantas están más cerca de la superficie, por lo que los primeros animales probablemente serían criaturas simples y flotantes que se alimentaban de las plantas. La forma más eficiente de hacer eso con un animal parecido a un gusano (la mayoría de los animales de hoy en día son gusanos como los anélidos, platyhelminthes y nematodes, y probablemente fueron algunos de los primeros) es tener un orificio en la parte delantera para consumir alimentos, y otro en la parte trasera para expulsar los residuos. En el transcurso de la evolución, los gusanos podrían convertirse en animales con forma de campana, dando cnidarios, o podrían volverse más fuertes y formar criaturas parecidas a peces. Los peces más simples hoy en día son las lampreas, y se parecen bastante a los gusanos, por lo que es posible que los gusanos evolucionen hasta convertirse en criaturas similares en otro mundo.

Entonces, conoces el ejercicio, las lampreas evolucionan en peces con huesos de cartílago y peces óseos y todo eso (no estoy sugiriendo que robes los peces de la Tierra, pero el diseño aerodinámico básico es bastante exitoso).

Hay algunas cosas en las que los peces podrían evolucionar que no han sucedido en la Tierra. Por ejemplo, ¿y si los peces aprenden a respirar aire? Y no creas que esto requiere tierra, solo mira el pez pulmonado. Evolucionaron "pulmones" de ancestros acuáticos. Este fue desenterrado por un tipo, vivo, encerrado en un capullo en tierra firme.

Hay muchas posibilidades que vienen con la respiración de aire. Una es que los peces podrían evolucionar para colonizar la parte superior de las plantas "nenúfares", para reproducirse o evadir la depredación. Esto esencialmente podría darte peces que parecían pinnípedos...

Maravilloso. La otra posibilidad que se me ocurrió es que respirar oxígeno suministre más energía al cerebro que usar branquias. Esto podría ver evolucionar una especie inteligente (tengo un proyecto personal centrado en una raza llamada Vendrikk, animales acuáticos serpenteantes que finalmente crearon una civilización industrial). Para volverse inteligentes, necesitarían inteligencia, proporcionada por oxígeno, manipuladores, que podrían ser garras, tentáculos, incluso lenguas prensiles, y colaboración. Podrían hacer esto para cazar en manadas o para protegerse.

Bueno, tengo que irme ahora, y sé que ha sido una gran respuesta, lo siento si es demasiado larga. Espero haberte ayudado y te deseo lo mejor en tu proyecto de exobiología. ¡Feliz construcción de mundos!

Los planetas no siempre son homogéneos.

Aunque el núcleo es hielo como usted dice, varias fuerzas de marea desde sus lunas hasta su propia órbita y rotación, y el calentamiento y enfriamiento irregulares de su superficie y atmósfera, causan diferentes tensiones en el núcleo, lo que significa que es posible que haya bastante violencia localizada. o remolinos, respiraderos o estallidos 'calientes', aunque la mayor parte del núcleo sigue siendo hielo.

Si el agua no es pura y contiene una cierta concentración de hidrocarburos, es posible que estos puedan formar acumulaciones flotantes de hidrocarburos que luego forman los hilos de la vida.

Estas cadenas probablemente estarían primero en forma de cadenas bacterianas flotantes, formando un "pegamento" sobre el cual pueden evolucionar otros organismos. Eche un vistazo a las esteras microbianas bacterianas. Esto se formará donde existan hidrocarburos, y son simplemente un conjunto suelto de bacterias que se multiplican para formar una estera.

Luego las esteras subirán a la superficie para ganar calor, o flotarán a cierta profundidad, ideal para absorber nutrientes desde abajo.

Sería ideal si las bacterias pudieran crecer alrededor de la ventilación hidrotermal en lugar de ser arrastradas por el viento, así que me imagino que esta estructura bacteriana sería muy 'filiforme' y de baja densidad, casi como una sopa muy dispersa, donde los enlaces y la resistencia al agua mantener las bacterias centradas donde necesitan estar.

En la superficie de estas esteras, con el tiempo pueden volverse bastante gruesas. Como en Shark Bay, Australia Occidental, donde las bacterias crecen capa sobre capa durante miles de millones de años, para formar estromatolitos.

Eventualmente, la vida puede volverse multicelular, y las formas más tempranas podrían ser algas como formas móviles, que existen entre matas saturadas de bacterias, como las algas marinas.

Entonces todo lo que necesita es la reproducción sexual, un evento de oxigenación, y listo, puede obtener diversa vida animal y vegetal.

El problema de los mundos totalmente oceánicos es el transporte de nutrientes. Al menos algunos quedarán atrapados en el sedimento del fondo del océano.

Si la Tierra es un planeta normal, entonces el ciclo geológico es una parte importante del ciclo de nutrientes, especialmente para Ca, Mg, S y P. Puede cambiar esto manualmente o idear un mecanismo diferente. por ejemplo, hay comedores de fondo que se alimentan de lodo, pero tienen sistemas digestivos ineficientes, por lo que sus pedos traen nubes de limo a la superficie. O los ciclos de temperatura a largo plazo favorecen la acumulación y liberación repentina de gases disueltos.

La Tierra tiene una profundidad oceánica promedio de 12,000 pies. Esto daría unos 9000 pies si niveláramos todo. Prueba esto: Pon una luna cerca del planeta. Las fuerzas de las mareas van con el cubo inverso de la distancia, por lo que si pones la luna de la tierra a 50 000 km (1/8 de la distancia actual), las mareas serían 500 veces más fuertes. Las mareas de varios cientos de pies de altura harían que la costa de los continentes fuera inhabitable y erosionarían los continentes tan rápido como se formaron. Esto le daría a su planeta una mezcla de océanos poco profundos y profundos.

Si desea ver un ejemplo clásico de una historia con una ecología flotante, lea la novela de Stan Schmidt "The Demon Breed". Ese planeta en particular también tiene continentes, eludiendo el tema del ciclo de nutrientes.

Vea también la novela Cachalot de Alan Foster, que trata sobre un mundo de agua.

Había algo similar a esto en la película Interestelar, eso podría ser algo para ver. Al igual que algunas publicaciones anteriores, estoy de acuerdo en que tendría que ser un océano muy rico en nutrientes para proporcionar el comienzo de las formas de vida.

Otra cosa que me preguntaría es, ¿este planeta tiene una luna o varias lunas? Nuestra luna nos afecta al causar las mareas, por lo que espero que una luna provoque mares más agitados y que las formas de vida se vean obligadas a adaptarse.

Podría comenzar a partir de bacterias y luego evolucionar hacia una sociedad de peces que comen peces. Dado que se trata principalmente de aguas profundas, las branquias serían el aparato de respiración más común. Los peces podrían evolucionar para poder deslizarse para escapar de los depredadores, e incluso podrían convertirse en una especie similar a las aves acuáticas. Los diferentes tipos evolucionarían para adaptarse a los diferentes niveles del océano. Los peces de aguas profundas son probablemente muy gordos, ya que hace frío allí. Lo más probable es que todo tenga un saco de aire para actuar como un salvavidas. Es probable que las cosas se amontonen cuando se van a dormir.

No estoy seguro de que algo viva en el núcleo de hielo. La presión sería tremenda, aunque algo podría evolucionar a partir de bacterias, pero se vería totalmente diferente de las formas de vida de arriba. Este es el único lugar donde las plantas con raíces podrían vivir, a menos que tuvieran raíces humorísticamente largas que llegaran hasta el centro.

Si quisieras una forma de vida sensible, probablemente una raza mer sería la mejor idea. Sin embargo, serían un poco diferentes a la idea típica, evolucionando de peces en lugar de humanos. Probablemente tengan algún tipo de arma natural para defenderse de los depredadores. Sus manos, desarrolladas a partir de aletas, probablemente se parecerán a una nutria marina oa la pata de un león al principio. Podrían usar materiales como esteras de hongos y plantas, y tal vez huesos para construir refugios.

Las plantas podrían aparecer un poco más tarde y los hongos marinos también podrían evolucionar. En plantas, hongos y corales que flotan libremente, no podrían realmente anclarse a nada excepto a otras formas de vida. Pueden adoptar un estilo de vida parasitario, anclándose a los peces e incluso a otras plantas. Otra teoría es que podrían juntarse en grandes cardúmenes, hacer enormes esteras flotantes y usar aire para crear una especie de lastre para evitar que se hundan o permanezcan en la superficie.

¿Cómo funcionaría un ecosistema flotante libre en un mundo oceánico?

Seguiré adelante y diré que no.

Hasta donde sabemos, la vida requiere 3 componentes en combinación. Nutrientes para formar moléculas complejas y autorreplicantes (ARN y ADN en la Tierra), energía para impulsar ese proceso y algún tipo de solvente (agua en la Tierra) para permitir que los nutrientes se mezclen. Teóricamente, podría ser posible que alguna forma de vida evolucione en un solvente orgánico, como el benceno o cualquier otra cosa, pero no podemos asegurarlo.

Su mundo acuático tendría abundancia de un componente, pero una clara falta de al menos uno de los otros dos en el mismo lugar. Estos nutrientes que forman los componentes básicos de la vida tienden a ser y/o se entregan en formas que son más pesadas que el agua. Entonces se hundirían. Lo que te lleva al gran problema que vas a tener, los nutrientes. Incluso si encontrara una manera de entregarlos en cantidades suficientes para permitir la formación de vida (asteroides, lo que sea), tendrá un gran problema con la concentración. Una gigatonelada de fósforo (o lo que sea) no le servirá de mucho si se diluye a 3 partes por millón en su mundo oceánico, ni si se hunde en el núcleo helado, donde no hay energía para impulsar las reacciones químicas necesarias para crear complejos. moléculas.

Mirando a la Tierra, la vida se desarrolló en lugares donde el agua y la tierra se encuentran: la tierra proporcionó nutrientes y un ancla conveniente para evitar que los componentes básicos de la vida se diluyeran, el agua proporcionó un solvente para que se mezclaran y se proporcionó la energía. por radiación EM o respiraderos geotérmicos. No veo la manera de que los tres componentes existan en un mundo que es todo agua, donde podrías concentrarte con asteroides ricos en minerales hundiéndose hasta el núcleo, no tendrás energía, y donde tienes energía (cerca del superficie), no tendrás suficientes concentraciones de los componentes básicos de la vida.

Necesitarás vida vegetal flotando en la superficie, a la Perelandra de CS Lewis .

Para los minerales, se necesitan raíces realmente largas en las plantas flotantes, o algo que atraiga las aguas profundas cargadas de minerales a la superficie donde la vida vegetal flotante pueda explotarlas.

Simplemente. Ellos construyen la plataforma flotante. Planta un bosque. Libera todo tipo de insectos. Soltar pájaros. Suelta un zorro. Solo espera un millón de años y luego mira cómo evolucionó.