Material de esqueleto alternativo para un planeta similar a la Tierra

En la tierra, los esqueletos de Osteicthyes y todos sus descendientes están hechos de una mezcla de colágeno y calcio. Podemos hacer esto porque la Tierra contiene fuentes de alimentos para todos estos animales que contienen vitaminas como la vitamina C y D, pero no hay ninguna razón por la que los alimentos extraterrestres contengan específicamente esas vitaminas, especialmente porque provendrían de un árbol de la vida completamente diferente.

Entonces, mi pregunta es: ¿hay algún material que pueda usarse para formar un endoesqueleto que no sea calcio y colágeno que pueda obtenerse fácilmente en la Tierra, o al menos podría ser sin tener efectos secundarios importantes para la vida, la ecología, etc.?

Para explicar la última parte, si les iba a dar esqueletos de cobre, tendría que asegurarme de que había plantas allí que contuvieran mucho cobre. Y para eso, necesitaría diseñar una bioquímica alternativa, lo cual requiere mucho, mucho tiempo.

Entonces, básicamente, esto es lo que me gustaría ver de los respondedores:

  • El material que crees que funcionaría
  • Un ejemplo de dónde se puede obtener en la vida real.
  • Las propiedades de tal esqueleto que necesitaría conocer

No me importa un material que no sea abundante en los alimentos de la Tierra, siempre que no signifique una bioquímica alternativa. Si desea votar negativamente o votar para cerrar, dígame también por qué, ya que eso es mucho más útil.

Nota: técnicamente he aceptado una respuesta, pero todavía estoy abierto a más sugerencias. Si desea responder, adelante por todos los medios.

Respuestas (7)

Puede reemplazar el tejido óseo por completo con un "bioacero", hierro con un pequeño porcentaje de carbono elemental y posiblemente silicio, níquel, cromo y/o manganeso para mejorar sus propiedades mecánicas. El problema no son las materias primas o incluso la biología actual, la mayoría de la vida en la tierra ya usa hierro como un componente básico de nuestro cuerpo, el problema es precipitar el esqueleto de manera controlada porque esto es lo que sucede en los humanos cuando el hierro precipita. en la sangre Necesitaría un nuevo conjunto de Bone Cells que controlen el proceso, pero eso podría hacerse.

Los huesos de acero no se romperán, aunque un exceso de carbono en el hueso sería una enfermedad nueva e interesante que los cambiaría efectivamente a hierro fundido que se rompería bajo cargas pesadas o impactos, se doblarán como un tubo doblado en un ángulo demasiado agudo aplastando la médula y expulsarla a través de los vasos sanguíneos directamente al torrente sanguíneo. Tales lesiones serían más raras que las roturas en humanos normales, pero con el potencial de causar un daño mucho mayor.

Eurgh. Odiaría trabajar en esta especie equivalente a A&E. Las amoladoras angulares y las prensas hidráulicas serían equipos médicos...
El aluminio sería mucho más ligero. Además, supongo que los huesos se reutilizarían masivamente como material de construcción :D
@JoeBloggs Sí, más o menos, aunque probablemente quieras una sierra de diamante, el polvo es un problema menor que con una amoladora angular.
@Madlozoz El aluminio es bastante reactivo, haría que la cirugía fuera realmente arriesgada, más liviana, sí, pero creo que el acero es más seguro, de cualquier manera, anticiparía que una vez que tengan la pirotecnología para forjarlos, los huesos se derretirán y se usarán para todo tipo. "Esta espada está hecha de los cráneos de mis enemigos caídos, temedme, etc..." No creo que eso funcione con aluminio, aunque se oxida demasiado rápido en la mayoría de las configuraciones de combustible sólido.
@Ash Por cierto, no planeo tener ningún inteligente nativo en este planeta. Hubo una civilización primitiva extinta y algunas especies estándar de delfines existentes, pero ninguna con la tecnología para tener metalurgia.
@SealBoi Algo del orden de los chimpancés de la Tierra aún podría usar huesos, en su estado natural, como herramientas, recuerde que no somos los únicos usuarios de herramientas por aquí, solo los más prolíficos.
@Ash Ah, sí, me olvidé de eso. Ahora que lo pienso, los objetos de hierro natural en bruto podrían ser enormemente ventajosos para las especies inteligentes.
@SealBoi Algunas especies podrían incluso tener huesos resistentes a la corrosión si incorporan algunos elementos no estándar como el níquel y el cromo en porcentajes notables, lo que efectivamente produce acero inoxidable. No todas las especies podrían hacer esto o rápidamente enterrarías el lugar en huesos que no se oxidan, pero un par de especies de nicho podrían, sin razón real, llamarlo un accidente de evolución. Si también está buscando reemplazar los esqueletos de coral, deberá suministrar más hierro y menos oxígeno al agua de mar para que las concentraciones de hierro sean realistas como material de construcción.

¿Hay algún material que pueda usarse para formar un endoesqueleto que no sea calcio y colágeno que pueda obtenerse fácilmente en la Tierra?

Bueno, si quieres ir por algo abundante, ve por los óxidos de silicio y aluminio.

Constituyen una gran parte de las rocas que nos rodean, y se sabe que las rocas son resistentes y soportan bien las cargas de compresión.

Sin embargo, no puedes deshacerte del Calcio en los huesos sin cambiar nuestra bioquímica: el ion Ca+ es fundamental para nuestras células, y los huesos son un gran amortiguador para ellas.

+1 para el bit de búfer de calcio.

Si desea un material diferente, no va a evitar una bioquímica diferente: cuanto más diferente sea el material, más diferente será la bioquímica.

Dicho esto, realmente no es necesario inventar completamente una nueva bioquímica: en primer lugar, el "hueso" no es más que tejido orgánico que se mineralizó de manera controlada: cualquier organismo que tenga minerales, además del calcio disponible, podría ser capaz de utilícelos para hacer huesos (no se necesitan más explicaciones bioquímicas hasta este punto, si desea / necesita más detalles, solo piense en cómo el organismo absorbe y procesa estos minerales; ya debe tener bioquímica para manejarlos).

En segundo lugar, hay algunos animales geniales/extraños en la tierra que usan materiales distintos del calcio y el colágeno : mientras que el reemplazo del calcio es un poco raro (principalmente porque el calcio se mineraliza [y se disuelve] con relativa facilidad en el entorno habitual de ph-7.2; algunos organismos pueden sin embargo, solo use cualquier micropartícula) el colágeno se puede reemplazar con muchas cosas (carbonato, quitina y celulosa, entre otros).

Me gusta especialmente la parte de las pruebas. Siempre los encontré fascinantes. Pueden endurecer y ablandar su esqueleto de una manera muy increíble en una fracción de segundo.
@Renan ¿Tienes una fuente para eso? Su esqueleto está compuesto de varias sustancias duras, me cuesta creer que puedan ablandarlo fácilmente.
@Orphevs He visto gente sosteniéndolos. Creo que no es que los huesecillos se ablanden, no pueden, sino que sueltan agua y luego se aflojan cuando los levantas del suelo.
@Renan No puedo encontrar una traducción directa de prueba a mi idioma, pero parece referirse a las conchas rígidas de, por ejemplo, erizos de mar. En mi experiencia, esos no se ablandan, incluso cuando se secan. En cambio, el tejido blando pierde agua mientras permanece su esqueleto. Puede haber una barrera del idioma aquí, ¿podría ayudarme dando un ejemplo de lo que quiere decir? Gracias.
@Orphevs oh ... Pensé que se refería a los animales vivos, no a sus caparazones. Estaba pensando en estrellas de mar simples y viejas.
@Renan Ni siquiera sabía que las estrellas de mar también eran pruebas. Totalmente de acuerdo en que todo el animal se encoge al secarse. Estaba confundido por tu inicial "endurecer y ablandar su esqueleto", pero entiende lo que quieres decir ahora. ¡Salud! :)

Tejido o vejiga llenos de líquido o aire, similar al tejido eréctil. Goodyear experimentó con aviones inflables hace algunas décadas. No dirigibles, sino vehículos más pesados ​​que el aire hechos de material flexible endurecido por la presión del aire.

Un exoesqueleto de quitina invertido. Los calamares y los pulpos son moluscos pero tienen un pico que evolucionó de un caparazón. Un artrópodo podría evolucionar en una dirección similar.

Queratina, como cabello o uñas, o cuerno de rinoceronte.

Cualquier material sólido que pueda precipitarse de los fluidos corporales posiblemente podría usarse después de alguna evolución, así que observe la composición de los cálculos renales, biliares, gota, etc.

¿Estás llamando a OP un pene gigante?

mire qué otros biominerales están disponibles. la mayoría de las partes duras son un biomineral en una matriz de carbohidratos o proteínas.

los huesos están hechos de fosfato de calcio en una matriz proteica, y cuanto más te alejes de eso, más tendrás que cambiar la bioquímica. He tratado de enumerarlos desde los que requieren menos cambios hasta los que requieren más cambios.

  1. Muchas conchas están hechas de carbonato de calcio, a menudo mezclado con quitina y/o proteínas para fortalecerlas. este es probablemente el material más probable y requerirá poco o ningún cambio en la bioquímica.

  2. Algunas criaturas raras usan sulfuro de hierro como componente mineral de sus caparazones.

  3. dientes de lapa el biomineral más fuerte conocido está hecho de oxihidróxido de hierro nuevamente con una matriz de quitina.

  4. Los silicatos son comunes en los microorganismos y las plantas, se forman muy lentamente, por lo que impedirían el crecimiento de los animales.

  5. Algunas bacterias depositan sulfuro de cobre.

  6. El oro metálico puede ser depositado por algunas bacterias, pero la dificultad de lograr que el oro se disuelva requerirá un cambio drástico en la bioquímica de sus criaturas.

  7. si quiere ir hipotético, la calcopirita o el sulfuro de cobre-hierro podrían producirse biológicamente.

Materiales encontrados.

Muchos organismos usan materiales encontrados para producir exoesqueletos. Los foraminíferos hacen sus pruebas con arena. Los cangrejos ermitaños buscan caparazones de otras criaturas. Las larvas de tricópteros generalmente se las arreglan con arena, pero a estos tricópteros se les proporcionó oro y joyas, y amablemente se las arreglaron.

https://featuredcreature.com/oh-you-facy-huh-caddisfly-larvae-construct-elaborate-cases-out-of-gold-rubies-and-other-precious-stones/ caddisly oro y joyas

Así también el endoesqueleto alternativo. Tus criaturas usan materiales encontrados que se consideran apropiados en composición, forma y tamaño, llevándolos a sus cuerpos y usándolos como huesos. Al igual que nuestros huesos, están conectados por colágeno y ligamentos, y son movidos por músculos. Por supuesto, estos materiales variarán en forma y tamaño. Muchos serán rocas o cristales de forma y tamaño apropiados. Algunos pueden ser materiales producidos por otros organismos, como corales o conchas. Algunos de estos huesos encontrados podrían ser huesos reales cultivados por una criatura diferente.

Al igual que un cangrejo ermitaño, esta criatura estará atenta a un mejor hueso mientras se ocupa de su negocio. Un hueso que se rompe, se degenera o se le queda grande será reemplazado cuando surja la oportunidad, u otros huesos dentro del cuerpo se reacomodarán para arreglárselas.

Me gusta la respuesta, pero no explica de dónde vienen los esqueletos anteriores. También asumo que esto restringe fuertemente el tamaño.
@Demigan: esto es a lo que te refieres: "Muchos serán rocas o cristales de forma y tamaño apropiados. Algunos pueden ser materiales producidos por otros organismos, como corales o conchas. Algunos de estos huesos encontrados pueden ser huesos reales cultivados por un diferente criatura.". Los esqueletos anteriores dependerán de si hay animales en este entorno que formen huesos regulares. Cambiar el tamaño: si encuentra un esqueleto de elefante, puede tener el tamaño de un elefante.
No lo leí de esa manera, derp, lo siento.

Aleaciones de grafeno. El grafeno está hecho de carbono, uno de los materiales más abundantes del universo y del que estamos hechos nosotros mismos en gran parte. Tomará un salto (posiblemente imposible) en la evolución que evitará que aparezcan grandes criaturas con soporte óseo durante miles de millones de años más y probablemente requieran tiempos de crecimiento extremadamente largos para convertirse en adultos, pero una vez que esté allí... Huesos muy fuertes, posiblemente exoesqueletos dependiendo de la cantidad de grafeno en la aleación y el peso del resto de la aleación y la atracción gravitacional del planeta.

Tal vez no tanto como un salto como crees. El grafeno se ha encontrado en la naturaleza, aunque en pequeñas cantidades, y los nanotubos de carbono son una parte intrínseca del acero de Damasco original, que hasta hace poco se forjaba hace siglos. Es probable que sea el resultado del acero wootz utilizado en su producción, que se formó en la India en hornos utilizando tipos de arcilla y madera locales e impulsado por los vientos del monzón; por lo que es seguro decir que no estaban tratando de hacer nanotubos de carbono; simplemente lo hicieron. Solo necesitarías un planeta en el que se hayan formado grandes cantidades de grafeno a través de procesos similares.
@Michael Eric Oberlin, ¿podría vincular una fuente? estoy muy interesado en eso
Bueno, el wiki sobre acero wootz contiene una gran cantidad de información. También puede consultar link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-540-88201-5_35 , que creo que es uno de los primeros artículos científicos sobre el estudio.