¿Qué necesita la criatura acuática para vivir o sobrevivir en mi agua ácida?

Inspírate con la sangre ácida de xenomorfos de las películas alienígenas.

por lo tanto, el agua de los ríos, lagos y océanos en mi mundo o en algunas de las regiones es muy ácida porque parte de la suciedad o el contenido de minerales de piedra se mezclan con el agua y la convierten en un ácido corrosivo que puede corroer o derretir el tejido normal de la piel al entrar en contacto. y durante un contacto prolongado puede derretir la carne normal y dañar o corroer los metales, especialmente el hierro/acero, y también puede dañar rápidamente la madera normal, especialmente las tablas de madera que no son nativas de este entorno, pero no está en el punto de hervir el agua o aumentar/ disminuir la temperatura del agua por sí misma ni crear gases peligrosos, y el agua de lluvia es segura aunque no ácida o no tan alta o corrosiva.

el agua también tiene color (todavía no decido el color o terminaré agregándolo o no más tarde) porque parte de la tierra o piedra y la planta de agua contienen algunos minerales colorantes naturales pero es bastante seguro para la criatura, también el suelo fuera de el agua está en estado de permafrost (no decido si se mezcla con el mismo ácido o solo hielo normal todavía, pero de todos modos, incluso si contiene ácido, es bastante pequeño y no en estado líquido, así que no creo que sea peligroso o dañino), i agregue esto en caso de que se considere una información importante para hacer una respuesta mejor/más clara.

Hasta ahora asumo que la criatura acuática puede proteger su piel o su carne cubriéndose con caparazón y otro tipo de caparazón como crustáceos y peces Bothriolepis, pero no sé cómo proteger sus branquias y ojos.

otro es la base del estómago humano usando moco, pero no sé si es efectivo fuera del cuerpo o para órganos externos (al menos creo que puede proteger algunos de los órganos internos o las partes de la carne dentro de la boca) pero asumí el moco también puede bloquear las branquias haciendo que la criatura no pueda respirar o incluso puede hacer que la criatura pueda ver debido a la mucosidad que cubre los ojos.

la criatura acuática no necesita necesariamente ojos, pero lo agrego solo para ver la visibilidad para proteger esos órganos.

también la criatura acuática se forma a partir de la evolución natural, no de la modificación genética por formas de vida inteligentes.

y entonces quiero saber qué criaturas acuáticas como los peces y los crustáceos como el cangrejo necesitan para sobrevivir en este entorno, especialmente para sus branquias y ojos, y si sería necesaria una solución biológica o evolución diferente entre el agua corriente y el agua salada.

También tengo curiosidad por ver una mejor solución fuera del exoesqueleto o el tipo de caparazón (no lo excluyo como respuesta, solo quiero ver si hay una mejor solución posible fuera de eso).

Respuestas (1)

¿La respuesta más genérica? Mucha comida y bombas de protones.

Hay organismos extremófilos terrestres que pueden prosperar en ambientes altamente ácidos. En general, lo hacen excluyendo cuidadosamente los ácidos de sus espacios intracelulares; entonces, no importa qué tan ácido sea el ambiente externo. Algo de esto se puede lograr con medios puramente químicos, sintetizando como parte de su metabolismo compuestos básicos y amortiguadores de pH para contrarrestar los efectos de cualquier ácido que pueda difundirse a través de la membrana celular, pero la defensa principal es la bomba de protones. Todas las células terrestres ya tienen estos mecanismos; son, por ejemplo, componentes críticos de las mitocondrias, que establecen gradientes de protones para impulsar la ATP sintasa. Por lo tanto, es una cuestión relativamente simple reutilizar esa maquinaria para bombear continuamente protones perdidos fuera de la célula por completo para mantener el pH bajo.

El problema es que este es un proceso que consume mucha energía. Un organismo multicelular complejo con una gran superficie expuesta al ambiente ácido, especialmente uno que esté expresamente diseñado para intercambiar materiales disueltos con dicho ambiente (como, por ejemplo, branquias, raíces y hojas), gastará una fracción significativa de su total presupuesto energético en No Disolución.

Por lo tanto, hay una ventaja significativa en simplemente alterar la bioquímica para tolerar las condiciones ácidas desde el principio. Y dado que es probable que la vida comience en los mares, o al menos en las aguas subterráneas (a menos que se trate de una vida originalmente extraterrestre que se ha adaptado a este mundo), eso parece probable que haya sucedido. Sin embargo, cómo ocurriría exactamente tal adaptación depende específicamente de qué ácidos estén presentes; Los diferentes ácidos no atacan por igual a todas las demás sustancias químicas. Tal vez, por ejemplo, las aguas superficiales de su mundo tengan una alta concentración de ácido sulfúrico; en ese caso, no necesita preocuparse por disolvertanto como tener todas sus moléculas orgánicas deshidratadas a la fuerza, reduciéndolo a una pila caliente de carbón activado y gas nitrógeno. Sin embargo, las siliconas con pequeñas cadenas laterales orgánicas no están sujetas al mismo tipo de ataque químico por parte del ácido sulfúrico, por lo que tal vez la vida en este mundo se base solo en siliconas en solución de ácido sulfúrico, y en realidad tiene el problema opuesto de mantener el exceso . agua fresca fuera de sus células! (Lo que provocaría un calentamiento rápido por el calor de la solvatación y rompería las membranas celulares por la presión osmótica). Un ácido pesado como el ácido sulfúrico funcionaría especialmente bien para su escenario, ya que el agua de lluvia, aunque sigue siendo ácida desde nuestro punto de vista, se destilaría naturalmente y terminan bastante puras en comparación con el agua de mar (al igual que nuestros mares están llenos de sal, pero nuestra lluviano lo es , y nosotros, los organismos terrestres cuyo Último Ancestro Común Universal evolucionó en el agua de mar, de hecho tenemos que preocuparnos por mantener el equilibrio osmótico y no permitir que entre demasiada agua dulce en nuestras células de una sola vez, así que eso ni siquiera es todo eso. exótico de una preocupación en los principios básicos).

Si, por ejemplo, su mundo es rico en ácido nítrico o clorhídrico, las adaptaciones bioquímicas necesarias serían bastante diferentes.

@Chickensarenotcows Todo lo contrario: solo obtendrá una gran cantidad de ácido sulfúrico si hay oxígeno de repuesto para todos. Quiero decir, podrías conseguir un mundo donde haya suficiente oxígeno para producir trióxido de azufre, pero no sobra mucho, pero no es seguro. Y si lo hiciera, el oxígeno en ese ácido sulfúrico sería tan importante, si no más, como oxidante metabólico que el azufre, es decir, está viendo la reducción de sulfato, produciendo agua y azufre residual, no reducción de azufre, produciendo sulfuro de hidrógeno.
Reflexionando más, mientras que los microorganismos (y las plantas, que pueden reciclar el material en el sitio) pueden reducir el sulfato hasta convertirlo en granos de azufre elemental, si el ambiente es anóxico y los organismos heterótrofos complejos dependen de la reducción de sulfato para la respiración, esperaría que reducir únicamente el ácido sulfúrico a agua y dióxido de azufre, ya que se puede excretar más fácilmente en fase gaseosa o líquida solvatada.
Me fascina cómo un sistema metabólico podría funcionar en un mundo así, o más bien un conjunto de sistemas metabólicos que forman un ecosistema. Intenso en energía, como dices, aunque algo especulativo. Eso es para otra pregunta.
@Chickensarenotcows Si desea hacer esa pregunta, me complacería sacar mi copia de Worldbuilding de Stephen Gillett y exponer la sección sobre mundos de azufre ...
gracias, me ayudó mucho, pero ¿y si la bomba de protones solo cubre ciertas partes como gilss o los ojos no todo el cuerpo? ¿Seguirá requiriendo bastante energía intensiva? también son comestibles los peces de silicona (¿qué reacción si salen del agua ácida o incluso se cocinan?) y son bebibles el agua de lluvia? porque mi humano es solo un humano normal que decide hacer una colonia allí, ¿esto también funciona para la planta? Creo que la bomba de protones no sería buena para formas de vida pasivas como las plantas y quiero que todavía esté hecha de madera o base vegetal, de hecho, preparo la segunda pregunta de antemano, ¿debería publicarla?
@Chickensarenotcows Nunca pensé en eso, ya que probablemente sean inmunes al ácido, me pregunto qué método de digestión es posible para un tipo de criatura como esta también (al menos eso es lo que entiendo de lo que dices), pero creo que lo dejo para que haga o publique esa pregunta ya que parece más un experto en este tema, y ​​mi inglés y mi gramática apestan de todos modos.
@LiJun Sí, es posible ahorrar energía usando solo bombas de protones para el mantenimiento del pH en los tejidos expuestos; ni siquiera necesita usarlo necesariamente en los ojos, si tiene, por ejemplo, ojos compuestos con córneas de sílice. Los organismos a base de silicona no serían comestibles para nosotros; sería una gran suerte si simplemente resultaran no ser increíblemente tóxicos. Obtendrías tanta nutrición de ellos como si comieras un guante de horno de silicona. El agua de lluvia probablemente no sería potable tal cual, pero sería relativamente simple hacerla segura. Y sí, todos los mismos mecanismos funcionarían para las plantas.
@LiJun Los organismos que mantienen el pH con bombas de protones dejan de ser inmunes cuando mueren, por lo que la digestión regular funcionaría bien, siempre que no se trague la comida viva (e incluso entonces, eso no significa que su estómago no tiene otras formas de matarlo). Los organismos que están bioquímicamente adaptados a un ácido ambiental específico aún serían vulnerables a otros ácidos. Y muchos organismos terrestres ni siquiera se molestan en hacer uso de la digestión ácida, de todos modos; en cambio, puede confiar completamente en la acción enzimática para digerir los alimentos.
¿Te importaría elaborar cómo procesar o destilar el agua de lluvia para que sea segura para beber? Además, si el árbol, por ejemplo, se corta, ya no producirá una bomba de protones, ¿verdad? Dado que también quiero hacer una estructura de madera o el tablón que aún sea inmune al ácido, y parece mucha incompatibilidad para la descripción de mi árbol, sin embargo, he preparado la pregunta de antemano (aún no la he publicado).
después de buscar en Google un poco, encontré que la madera de teca contiene un alto contenido de sílice, parece que el silicio también es una posibilidad para mi base de plantas, o combinar ambos para que haya partes de Edibel que no contengan silicio, o para proteger contra mi ácido, debe estar hecho completamente de silicio ? ¿No se sobrecalentará si también recibe agua?
@LiJun Simplemente neutralizar el agua de lluvia con un químico básico sería suficiente. El hidróxido de sodio o el bicarbonato de sodio (es decir, bicarbonato de sodio) funcionarían bien; terminaría con sulfato de sodio en solución (si usa ácido sulfúrico), pero eso no es tóxico. El ácido clorhídrico tampoco es un gran problema (simplemente terminas con agua salada). El ácido nítrico presentaría más dificultades, ya que las sales de nitrato son tóxicas para los humanos.
@LiJun Si no quiere usar biología basada en silicona (tenga en cuenta la 'e'), y solo confía en el bombeo de protones para que pueda mantener la biología orgánica normal que podría ser comestible para los humanos, todavía tendría sentido para el equivalente de plantas "leñosas" para tener una estructura alta en sílice, con fibras de sílice en lugar de celulosa y lignina; El bombeo de protones realmente no ayuda a proteger estructuras extracelulares como esa de todos modos, y como ha descubierto, existe un precedente en la biología terrestre para usar sílice como material estructural: en diatomeas, esponjas, pastos y árboles.
Siento molestarle de nuevo, pero ¿puede la sílice soportar el ácido sulfúrico? o debe ser de silicona? Trato de googlearlo pero no puedo encontrar ninguna información clara al respecto.
@LiJun Sí, puede. La sílice es el componente principal del vidrio, que se utiliza para almacenar ácido sulfúrico. Es un buen material para fabricar componentes estructurales, pero es bastante rígido y tiene una estructura cristalina muy aburrida, por lo que desea que las siliconas más versátiles realicen las funciones bioquímicas para las que usamos moléculas orgánicas complejas.
@ LoganR.Kearsley, lamento molestarte de nuevo, hice una pregunta basada en tu respuesta para obtener detalles más elaborados sobre las plantas de silicona. Espero que puedas dar una respuesta aquí. ¿Cómo se vería una planta a base de silicona, especialmente un árbol?
¿Qué necesita la criatura acuática para vivir o sobrevivir en mi agua ácida?
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