Sistema digestivo del "Ultimate Omnivore"

Estoy diseñando una criatura que se supone que puede comer "básicamente cualquier cosa", dentro del ámbito de la plausibilidad de lo que es esencialmente una criatura orgánica. Su sistema digestivo puede ser tan complicado como sea necesario, y la historia evolutiva no es un obstáculo, la criatura puede ser alienígena o diseñada pero de una forma u otra es omnívora al extremo.

Como mínimo, debería poder descomponer cualquier molécula orgánica que almacene energía, desde plantas y carne hasta combustibles fósiles. Cualquier otro químico natural con un alto contenido de energía también debe ser comestible, si es posible.

Sin embargo, cabe destacar que es un animal activo y móvil, por lo que solo debería estar interesado en comer cosas que tengan un contenido de energía relativamente alto. Es posible obtener energía al oxidar el metal, pero probablemente no sea suficiente para mantener un estilo de vida de alta energía.

¿Cómo funcionaría el sistema digestivo de la criatura para darle la capacidad de digerir tantas cosas diferentes como sea posible?

La digestión puede ser bastante simple y directa. El verdadero desafío es no ser envenenado por todo tipo de proteínas o isómeros extraños. Esta cosa necesita descomponer todo y sintetizar sus propios aminoácidos, por ejemplo. Pero mientras tanto, necesita asegurarse de que ninguno de los extraños entre en contacto con sus propias células... probablemente algún revestimiento a base de minerales en su órgano digestivo (como los dientes).

Respuestas (6)

Como mínimo, debería poder descomponer cualquier molécula orgánica que almacene energía, desde plantas y carne hasta combustibles fósiles.

Lo más parecido que tenemos en la Tierra son las cucarachas. Comerán cualquier cosa que puedan masticar.

Digerir combustibles fósiles es complicado debido a algunos factores:

  • Descomponerlos dentro de su cuerpo podría conducir a la formación de monóxido de carbono, que es terriblemente venenoso;
  • Son lo suficientemente raros como para encontrar en la naturaleza que la mayoría de las criaturas no tuvieron presión evolutiva para desarrollar los medios para romperlos.

Eso no significa que los animales no los consuman. Muchos herbívoros, desde elefantes hasta ciervos, y también algunos simios omnívoros comen carbón. No lo consumen como fuente de energía, sino como un antídoto natural para las toxinas en sus dietas (el artículo cita solo monos, pero hay evidencia para otros animales).


Entonces, comencemos con nuestra mejor apuesta. Podría tener una historia evolutiva donde las cucarachas tienen una simbiosis con estas dos bacterias:

Estas bacterias podrían vivir en el intestino de la cucaracha. A cambio de dar a la cucaracha parte de su producción de energía, tienen un entorno en el que pueden prosperar sin competencia. Además, la cucaracha les proporcionará las materias primas que necesitan para vivir, por lo que no necesitan preocuparse por conseguir comida. Un proceso similar ocurre con las termitas y las bacterias en su intestino: las termitas no descomponen la celulosa que comen, las bacterias en su intestino sí lo hacen.

Así que ahí lo tienes. Imagina un mundo en el que las cucarachas pudieran comer plástico y aceite. Si tuviera una plaga de cucarachas en su casa, podrían beber la gasolina de su automóvil y luego comerse el tanque de combustible como postre.

Los humanos también hacen esto; nuestros intestinos solo pueden absorber los nutrientes más básicos, pero están habitados por una variedad de bacterias que digieren los alimentos complejos en lo que necesitamos. A cambio de esta valiosa función, les proporcionamos un suministro constante de alimentos y un hogar agradable y seguro. Hacer que más alimentos sean comestibles es solo una cuestión de encontrar (o diseñar) nuevas bacterias que puedan digerir más cosas para nosotros.

Sugeriría darle múltiples estómagos, como vacas, sin embargo, aquí cada estómago tiene una función diferente: uno para degradar carnes, uno para plantas fibrosas, uno para frutas, etc. Esto probablemente requeriría un primer estómago con algún tipo de método de filtrado, o al menos algo para descomponer los alimentos duros , para que cada estómago posterior pueda cumplir su función correctamente.

También podría ser interesante dotar a este animal de una microbiota interna compleja. Muchos microorganismos son mucho más efectivos que nosotros para descomponer las moléculas que almacenan energía, y tener las bacterias y hongos apropiados en cada bolsa estomacal le daría a su animal una selección increíblemente amplia de alimentos para vivir.

Un estómago lleno de quimioautótrofos simbióticos para las fuentes de combustible más estables... Qué maravillosamente combustible.
@JoeBloggs ¡Tremendas salidas de metano! Te lo pensarías dos veces antes de cazar a esta bestia con un rifle ;-)
@Whitehot Methane es una fuente de combustible ... ¿la criatura no necesariamente tendría que tener una forma de digerir el metano también? Es decir, ¿quemar el metano y extraer energía de él?
Múltiples estómagos o múltiples bocas... podría ser más fácil, en lugar de un sistema de clasificación química en el Estómago #1, hacer que la criatura ingiera los alimentos usando la boca más apropiada. Entonces el cerebro podría estar involucrado en hacer la selección de enrutamiento.
@SRM ¡Buen punto sobre el metano! Aunque probablemente tendría que ser un microorganismo el que lo degrade, me cuesta imaginar que el intestino de un animal sea capaz de realizar tal hazaña.
@SRM Incluso si la bestia tuviera múltiples bocas, sería un desafío separar las categorías de alimentos de manera eficiente si eres un verdadero omnívoro. ¿No habría que ingerir las espinas, las escamas y la carne de un pescado por bocas diferentes?
@Whitehot Tal vez un pez vaya al mismo lugar. Pero sorber un charco de aceite podría no serlo. Estoy sugiriendo que algunas de las sustancias más exóticas podrían merecer orificios únicos.
@SRM: si el metano se dirige desde múltiples estómagos al estómago dedicado a los "gases de alta energía", entonces la criatura realmente puede digerir de manera eficiente. Lo siento, ¿dije resumen? Quise decir explotar.
@joebloggs :-) Reconozco la dificultad. Pero si este va a ser el último omnívoro, al menos deberíamos considerar formas de hacer que el metano sea digerible. ¿Tenemos alguna pregunta en WB sobre la alimentación de criaturas orgánicas a través de la combustión? Parece que recuerdo algunas que pregunté sobre eso hace un par de años.
Tal vez no necesite digerir metano, simplemente usarlo para la locomoción. Ver diseño de "jet dragon": worldbuilding.stackexchange.com/questions/9020/…
@SRM ¿Quizás nuestro súper omnívoro también absorbió algunos cloroplastos alienígenas mientras evolucionaba? en.wikipedia.org/wiki/Elysia_clorotica

Motor diferencial de calor.

Tu criatura oxida moléculas en su "estómago", que es más como un horno. Cualquier cosa que pueda oxidarse es un juego justo: cualquier carbono, nitrógeno o sal metálica reducidos. La oxidación produce calor. La cantidad de calor producido se controla controlando el ingreso de oxígeno al estómago.

En condiciones de calor, ciertas metaloproteínas cambian de configuración. La circulación lleva estas proteínas a condiciones calientes cerca del estómago y capturan energía térmica con el cambio de configuración. Cuando la metaloproteína configurada en caliente circula hacia el exterior frío (posiblemente placas o aletas del radiador), vuelve a la configuración fría. Este cambio conformacional está vinculado a una ATPasa y genera ATP para que la criatura lo use para sus músculos y procesos metabólicos, como lo hace la vida en la Tierra.

Parece que necesitaría un ajuste muy fino del calor de su horno para que esto funcione. ¿Conoces algún animal que pueda ajustar su ingesta de oxígeno tan finamente?
@Whitehot: Soy un animal y, a menos que seas un robot, también lo eres. La captura de oxígeno en los pulmones y el posterior envío a los tejidos está estrictamente regulada de acuerdo con las necesidades metabólicas de esos tejidos. El oxígeno es un material tóxico y solo quieres que las cantidades que puedas usar floten en tu delicada biología. Si eres un robot, supongo que tu secreto no está seguro conmigo ya que te acabo de descubrir; Lo siento.
Entiendo la transmisión de oxígeno a través de un metazoo, quiero decir, mi cuerpo, pero esto involucra una gran cantidad de enzimas muy finamente sintonizadas que circulan en la sangre. En mi opinión, el horno que propones funciona con intercambios gaseosos, pero es posible que no haya entendido cómo funciona exactamente. ¿Podría describir su horno de estómago con un poco más de detalle, tal vez? :)
Estaba pensando en usar calor, pero ¿qué tan eficiente es usar calor en comparación con usar energía química directamente? Hasta donde yo sé, ningún organismo vivo usa diferenciales de calor como su principal fuente de energía, y dado lo fácil que es producir calor al descomponer moléculas orgánicas, uno pensaría que algo lo usaría, pero la producción de calor parece solo utilizarse para la homeostasis en los seres vivos.
@Whitehot: el control del aire podría ser como un amortiguador en una máquina de vapor. La caja de fuego de una máquina de vapor tiene entrada de combustible y entrada de aire, y puede reducir la entrada de aire usando el amortiguador, que reduce el calor. Imagino que la "caja de fuego" de esta criatura funcionará de la misma manera que el calentamiento de un pajar húmedo. todayifoundout.com/index.php/2014/09/…
@IndigoFenix: tampoco conozco ningún organismo de este tipo. Aquí afirmo que esto tiene que ver con la dificultad de cultivar y estudiar arqueobacterias que viven en ambientes extremos donde sería posible aprovechar un diferencial de calor en un cuerpo pequeño. Prácticamente en cualquier lugar de la tierra donde hay un diferencial de energía que aprovechar, hay procariotas que lo aprovechan.
En ese caso, el control del oxígeno en su horno es fisiológico, no bioquímico. Muy diferente, y dudo que pueda estar tan afinado como lo está el consumo de oxígeno a nivel celular.
@Candente, candente... candente. Si su tasa de respiración aumenta y sus arterias se dilatan para suministrar a sus músculos sangre más oxigenada en respuesta a su producción de ácido láctico, ¿eso es fisiológico o bioquímico? Es ambos: un sistema integrado para nosotros y aquí lo afirmo también para este devorador de calor. Es fácil imaginar reguladores fisiológicos gobernados por el % relativo circulante de isoformas frías y calientes de la proteína descrita anteriormente.
@whitehot: ¡Estoy emocionado por la forma en que este humilde esquema ha provocado cualquier pensamiento de su parte o de cualquier otra persona!
@willk Usamos regulación tanto fisiológica como bioquímica, y esta criatura también podría hacerlo. Pero no entiendo muy bien qué medio contiene su horno. ¿Están los carbonos reducidos en un baño de enzimas digestivas? ¿O están expuestos al aire y se queman activamente? Estoy muy interesado en su propuesta, es un escenario fantástico para imaginar, pero no obtendrá mi voto positivo hasta que esté completamente convencido de que esto sería viable en vivo;)
@Whitehot: eche un vistazo al enlace del pajar. El horno es como un pajar húmedo y caliente. /Pero si la humedad está en ese nivel crítico del 20 al 50 por ciento, entonces la temperatura aumentará... Una vez que alcance los 80 °C, las bacterias mismas morirán... Si el pajar... es lo suficientemente grande como para que el exterior aísla el interior donde ocurre la reacción química, luego el calor queda atrapado... En esta etapa, el flujo de aire es crítico. Si hay demasiado flujo de aire, eso eliminará el calor. Si hay muy poco flujo de aire, no habrá suficiente oxígeno para mantener las reacciones químicas.
@Whitehot: pensamiento divertido: motor de vapor de acetona alimentado por una caldera sin llama de pajar húmedo.
@Willk Estoy bastante seguro de que la "máquina de vapor de acetona alimentada por una caldera sin llama de pajar húmedo" merece su propia pregunta ^^
@Willk OK, es justo, la vejiga de calor parece que podría ser viable, aunque extremadamente compleja de configurar. No estoy seguro de si la evolución por sí sola permitiría que existiera. Todavía queda el problema de convertir la energía térmica de la vejiga de calor en energía química para ser utilizada por el cuerpo. Aunque el calor podría inducir el cambio conformacional de la proteína, no veo cómo volver a su conformación "fría" podría generar ATP, y mucho menos generarlo de manera lo suficientemente eficiente como para alimentar una célula. El cambio conformacional de la proteína generalmente consume ATP, y bastante cuando se trata de calor...

¡Tienes humanos!

No, en serio, piénsalo.

Podemos comer básicamente cualquier cosa en este mundo grande y extraño de nosotros con la preparación adecuada. Lo que no podemos comer de inmediato, podemos encontrar formas de cocinarlo y hacerlo comestible. Ya usamos cosas como carbón , petróleo e incluso madera . Es solo cuestión de tiempo antes de que comencemos a hacer comida directamente a partir de carbono a través de una extraña impresora 3D de alimentos.

Ya tenemos las impresoras , y tampoco estamos tan lejos de usar carbón directamente .

Claro, no son directamente nuestros delicados estómagos los que hacen esto. En cambio, usamos nuestra capacidad intelectual y los recursos sociales para permitirnos comer lo que creamos que podría ser remotamente sabroso, énfasis en "remotamente" .

Por lo general, pensamos que nuestro "sistema digestivo" comienza en nuestra boca, pero para algunos alimentos, este proceso ocurre mucho antes de que llegue a nuestros platos. Desde la domesticación de bacterias especiales para hacer queso hasta el uso de procesos casi rituales para preparar carne , ideamos miles y miles de formas de hacer que todo tipo de cosas sean comestibles, a veces durante mucho más tiempo del que deberían ser , a veces incluso si se esfuerza mucho por matarnos. .

En ese sentido, no somos muy diferentes de la termita que almacena bacterias especiales en su intestino para poder digerir la celulosa o de los animales que literalmente escupen ácido sobre su comida para sorber los jugos resultantes. La principal diferencia es que para ellos, esta es la única forma que tienen de comer.

Para nosotros, es diferente. Somos bastardos astutos.

No comemos con la boca.

Comemos con nuestros cerebros .

Entonces, al final, lo que su criatura necesita no es un súper sistema digestivo que pueda comer cualquier cosa; en cambio, bríndeles las formas de hacer que lo que quieran comer sea comestible. No los conviertas en comedores de monstruos. Conviértelos en cocineros monstruosos .

Esta es una respuesta extrañamente perspicaz. Consumimos todos los recursos disponibles, no internamente, sino todos al servicio de nuestras necesidades energéticas. Limpio.
@SRM ¡Gracias por las amables palabras y gracias por la generosidad! >.<"

¿Qué tal si tu criatura es, de hecho, un simbionte multicombo? Tal vez esté en medio del proceso evolutivo de fusionarse en un solo ser complejo (similar a la mezcla de procariotas en eucariotas, más o menos), o tal vez sea como los animales combinados de "A Fire In The Deep". De cualquier manera, sus criaturas componentes 'comparten' todas las fuentes de alimento según corresponda.

Su nombre es "Carl"... con el estómago de acero.

La boca registra qué tipo de "comida" se está comiendo. Esto desencadena un mensaje neural complejo a las glándulas que apoyan el proceso digestivo. Una serie de emisores de ácido se involucran para crear la mezcla de ácido adecuada para lo que está aterrizando en la "garganta de hierro". Esto también desencadena cualquier aumento de moco necesario para proteger los estómagos en función de la fuerza del ácido. Para materiales complejos o más duros, hay un estómago de retención que está diseñado para el ácido de máxima potencia y solo los alimentos realmente extraños se desvían allí donde se ablandan antes de pasar al estómago normal. Para los gases complejos asociados con ciertos procesos digestivos, existe la capacidad de retroalimentar los gases "eructados" de cualquiera de los estómagos y los intestinos "pedos".

La pregunta es para las comidas realmente difíciles, ¿es la criatura la que más sufre o aquellos que están cerca de la criatura son los que reciben la peor parte del proceso?