¿Qué podría justificar una fotosíntesis animal?

La fotosíntesis no proporciona suficiente energía para permitir las actividades de los animales por sí sola (ver esta publicación como ejemplo). Pero, ¿podemos pensar en una especie que utilice la fotosíntesis como fuente de energía secundaria? Aquí está mi pregunta, tan precisa como puedo escribirla:

¿Con qué propósito podría una especie animal hacer uso de la fotosíntesis?

En realidad, la fotosíntesis es tan ineficiente que sería muy accesoria. Una respuesta podría ser el crecimiento de huesos (como astas, por ejemplo) en una gran escala de tiempo. ¿Es esto plausible? Y especialmente, ¿puedes encontrar otras/mejores características?

Es importante destacar que la fotosíntesis no tiene por qué ser la mejor manera de lograr este propósito (volviendo a mi ejemplo, sé que no sería mejor que los ciervos hicieran crecer sus cuernos mediante la fotosíntesis). Solo estoy buscando diseños que funcionen (no importa si estos diseños no pueden evolucionar).

Además, por el momento no me importa cómo realizarían la fotosíntesis los animales. Solo asume que pueden. Si es necesario, asuma que el 30% de su área corporal contribuye a ello.

Además, asuma que estamos en la Tierra, en el entorno de su elección.

EDITAR: Como señaló @Renan, esto ya existe en nuestro mundo. Vea este enlace para ver ejemplos (incluida la increíble babosa de mar). Sin embargo, me gustaría centrarme en especies de tamaño humano, aunque es menos realista.

¡Hola, bienvenido a Worldbuilding.SE! Tómese el tiempo para leer nuestra página de Tour si aún no lo ha hecho. Esta parece una pregunta útil, pero ¿puede aclarar algunas cosas? En primer lugar, ¿qué tan grande debe ser esta criatura fotosintética? Tamaño de ciervo? Tamaño del perro? ¿Tamaño de elefante? ¿Tamaño de ratón? Eso ayudará a determinar la plausibilidad de dicho sistema. Además, ¿en qué entorno está esto? ¿Es este un lugar templado, como Europa, un desierto como el Sahara o ambientado en el Ártico?
Todo depende de la relación entre la superficie y el volumen. Para los grandes animales casi esféricos, como las personas y el ganado, la fotosíntesis no es un buen comienzo, ya que no puede proporcionar más que una fracción lastimosamente pequeña de los requerimientos de energía. (En lugar de tomarse la molestia de usar la fotosíntesis, el venado puede hacer que la misma cantidad de energía esté disponible durmiendo unos minutos más por día). Para animales pequeños como algunos pólipos de coral, la fotosíntesis ( con la ayuda de algas simbióticas) es una forma de vida
...ser un perezoso. O un cocodrilo, o cualquier reptil que tome el sol.
En la serie de novelas de guerra de Old Man: "Su nuevo cuerpo es una versión más joven de sí mismo, pero diseñado genéticamente con musculatura mejorada, piel verde y ojos amarillos de gato..."

Respuestas (7)

Reproducción

Estamos en la Tierra, en una zona cuyo clima es frío y seco la mayor parte del año, con un verano corto y un invierno largo (y breves períodos de transición).

Tenemos un mamífero, del tamaño de los humanos, con un período de destete corto.

La especie no hiberna, pero los individuos pueden reducir la velocidad y sobrevivir sin una gran cantidad de calorías o ingesta de líquidos. Los bebés, sin embargo, dependen completamente de sus madres y necesitan muchas calorías y líquidos para desarrollar la piel gruesa que necesitan para sobrevivir el invierno. Su única ingesta de alimentos/líquidos es la leche materna y la necesitan durante el mayor tiempo posible.

Las madres pueden producir leche brevemente durante la transición del verano al invierno, pero luego su leche se seca. Hay poca agua disponible para beber (está congelada) y sus suministros de alimentos disminuyen rápidamente. Sus cuerpos entran en modo de supervivencia, lo que significa que no pueden pagar las calorías, etc., para producir leche.

En una tierra como esta, los bebés concebidos a fines del verano y nacidos a principios del próximo verano tienen la mejor oportunidad de sobrevivir. Los adultos embarazadas tienen suficiente comida y agua fresca disponible al comienzo de sus embarazos, lo cual es suficiente para llevar un embrión a la etapa fetal antes de que comience la desaceleración invernal.

Si el bebé nace justo después del comienzo del verano, habrá suficiente comida y agua fresca para que la madre tenga la energía para dar a luz y amamantar a su bebé. El cuerpo crece y se desarrolla durante todo el verano y, cuando llega el invierno, tiene la edad suficiente para soportar un invierno (o al menos para tener una oportunidad de luchar).

¿Cómo crece el feto?

La gestación también requiere calorías; tanto como amamantar en algunas etapas. El feto puede estar protegido del frío durante todo el invierno, puede que no necesite líquidos (lo que necesita ya está allí y la madre solo necesita lo suficiente para ella), pero aún necesita desarrollarse y crecer.

Algunas de las necesidades calóricas provendrán de las reservas de grasa de la madre, pero esto no es suficiente. Necesita la mayoría de ellos para su propia supervivencia.

Fotosíntesis

La fotosíntesis regula los sistemas reproductivos. Al igual que con las plantas y muchos animales, los sistemas conocen la estación en función de la duración del día y la calidad de la luz. Solo la luz de mediados de verano (y un poco más tarde) puede estimular las gónadas. Los machos producen esperma de alta calidad y las hembras ovulan.

La fotosíntesis regula el crecimiento fetal. La energía generada por la fotosíntesis no es suficiente para que un adulto sobreviva. Tampoco es suficiente para un niño, porque la superficie de su cuerpo es demasiado pequeña. Pero un adulto puede generar suficiente energía para un feto. El feto ya está en su lugar y ha realizado la mayor parte de su desarrollo (más o menos la segunda mitad del embarazo está ganando tamaño más que en pleno desarrollo, aunque también hay algo de eso). La fotosíntesis le da al feto el extra que necesita para llegar a término.

Inevitablemente, la fotosíntesis podría ser reemplazada por algo más simple aquí. Pero este es definitivamente el tipo de historia genial y plausible que estaba buscando. Gracias
@Argemione Sí, tomé su declaración "Solo estoy buscando diseños que funcionen (no importa si estos diseños no pueden evolucionar)" literalmente. Me alegro de que te funcione.
Muchos mamíferos de clima templado ya tienen un sistema como este sin fotosíntesis. pero si la evolución tomó este camino temprano, puede ser difícil cambiar los caminos hacia un ciclo hormonal regulado por estaciones.

Los animales lo hacen en nuestro mundo , para su sustento.

La cleptoplastia o cleptoplastidia es un fenómeno simbiótico por el cual los plástidos, en particular los cloroplastos de las algas, son secuestrados por organismos huéspedes. La palabra se deriva de Kleptes (κλέπτης), que en griego significa ladrón. El alga se come normalmente y se digiere parcialmente, dejando intacto el plástido. Los plástidos se mantienen dentro del huésped, continuando temporalmente la fotosíntesis y beneficiando al depredador.

El artículo anterior menciona algunos organismos unicelulares, pero también algunas babosas de mar como la costasiella .

La fotosíntesis puede ser ineficiente para animales como nosotros y otros más grandes. Pero debido a la ley del cuadrado-cubo, cuanto más pequeño sea, más superficie tendrá en relación con su volumen. Por lo tanto, ser realmente pequeño (costasiella mide 1 cm de largo), junto con no ser de sangre caliente (y en realidad no tiene sangre en absoluto) y una dieta que no es exclusivamente fotosintética, en realidad puede hacer que la fotosíntesis animal sea factible.

"Ineficiente para animales como nosotros y otros más grandes", posiblemente podría argumentarse como una fuente de alimento suplementaria potencialmente valiosa, pero odiaría tener que intentar calcular cuántas calorías se pueden eliminar de una dieta humana. si tuvieran fotosíntesis en su piel.
@Pelinore Randall Munroe ya lo hizo para las vacas , puede extrapolar a partir de ahí.
Genial :) si un humano pudiera hacerlo tan bien como una vaca (estamos erguidos, así que tomamos menos sol con nuestra superficie, pero somos más pequeños ... así que la ley del cubo cuadrado) no va a extrapolar más (demasiado desalentador) entonces 4% Puede que no parezca mucho para un individuo, pero considerando la población mundial total de 7530 millones (2017), serían 300 millones adicionales que podríamos apoyar sin aumentar nuestra producción de alimentos.
Un hombre promedio necesita 2500 calorías para mantener su peso actual, una reducción en la inquietud puede reducir 65 calorías y el modo de inanición puede eliminar otras 55 calorías. el sol todo el día, así que iré con esas cifras ~ entonces, si asumimos un 4% como la vaca, eso es 100 calorías por día, por lo que en el modo de inanición clínica con el corte de inquietud, un individuo tendría un déficit de 2280 calorías que necesitaría para comer normalmente.
@Pelinore inquieto? ¿En serio? Contaré mi inquietud como ejercicio a partir de ahora.
Una estimación de la tasa metabólica en reposo que he encontrado es de 1600 calorías por día (creo que podemos contar la inquietud como incluida en eso) ~ así que con una reducción de 55 calorías para el modo de inanición y 100 calorías de la fotosíntesis... obtienes un déficit de 1445 calorías que aún necesita comer ~ por supuesto estirado bajo la luz del sol todo el día, puede obtener algunas calorías más de la fotosíntesis.
^ Entonces, ¿podríamos imaginar una especie que vive en un entorno altamente estacional que acumula reservas de grasa en las estaciones abundantes y luego se acuesta al sol el resto del año subsistiendo con reservas de grasa y fotosíntesis?
Eso se parece a mí, excepto que no hago fotosíntesis y como todo el año.
La hibernación es el tipo de ideas creativas que esperaba. @V.Aggarwal acaba de publicar algo similar.
la fotosíntesis puede funcionar mejor para las vacas, ya que la mayoría de los humanos no corren desnudos
@sonvar recuerda que los humanos alguna vez lo hicieron. Si evolucionáramos para hacer la fotosíntesis, dejaríamos de usar ropa.

La vitamina D se produce cuando la luz ultravioleta del sol interactúa con las sustancias químicas de la piel. Podría haber químicos críticos en el cuerpo que solo se forman a la luz del sol. Hay ciertos tipos de resinas que se endurecen a la luz del sol, la piel de un animal podría excretar resina activada por UV formando una cubierta exterior protectora o para sellar heridas rápidamente. Hay muchas reacciones diferentes que pueden ocurrir en el cuerpo debido a la luz solar.

La pregunta es específicamente sobre la fotosíntesis y parece que se ha saltado alguna mención al respecto.
La producción de vitamina D de @Pelinore es técnicamente fotosíntesis. Pero estoy de acuerdo en que esta es una respuesta bastante básica.

La fotosíntesis no proporciona suficiente energía para que un animal realice sus tareas diarias, pero ¿qué pasa si el animal no requiere tanta energía, por ejemplo, durante la hibernación?

Para Dormir, no se requiere mucha energía, solo la suficiente para mantener vivo el cuerpo.

Entonces, imagine una especie que hiberna pero no puede almacenar mucha comida en su cuerpo, como puede hacerlo un oso, o simplemente hay escasez de comida para empezar. Este animal en particular come todo lo que puede y luego hiberna confiando en la fotosíntesis para proporcionar energía adicional.

Además, no necesita dormir bajo la luz solar directa, solo en un lugar que sea lo suficientemente brillante (sin cuevas oscuras), como algunas plantas que pueden sobrevivir en el interior.

Ahora, llegamos al momento en que este animal no está durmiendo. En estos momentos, esta energía de fotosíntesis se puede utilizar para tareas individuales como la digestión.

Sí, tu cuerpo necesita energía para digerir la comida por sí mismo, por lo que este animal dependerá de la fotoenergía para digerir su comida, porque no hay suficiente comida para desperdiciar energía, ¿verdad? (No soy un experto en anatomía animal, así que estas son solo mis suposiciones).

Solo asegúrese de que las fotocélulas estén cerca de la región del vientre y la espalda.

Hay un término técnico para un animal que hiberna en un lugar suficientemente expuesto para permitir que entre suficiente luz para que funcione la fotosíntesis. Ese término es "comida".
@KeithMorrison "Ese término es "comida"" ; D uno supondría que esta es una adaptación de nicho en algún lugar a salvo de los depredadores, en algún lugar aislado como Galápagos, por ejemplo, como el Dodo, por supuesto, cualquier "ajuste" al medio ambiente desde la llegada de extranjeros especies y tales podrían resultar "desafortunadas" :)
@Pelinore cuando los animales se vuelven lentos, se los comen. Los cangrejos cocoteros comen pájaros que son demasiado viejos o están demasiado enfermos para volar. Un dodo que durmiera a la intemperie durante días sería esten por la fauna local, sin necesidad de que se introduzca una especie foránea.
@Renan imagina una playa llena de enormes focas fotosintéticas dormitando al sol mientras esperan la migración anual de atunes que pasa por su playa durante dos meses de cada año, son carnívoros y comen cualquier cosa más pequeña que ellos que se acerque lo suficiente, la isla está vacía de toda otra vida animal, porque se la comieron, originalmente no había nada en la isla que pudiera resultar una amenaza para ellos, como el Dodo, estarán bien, hasta que algo más grande y peor que ellos llegue en un flotador. registro.

Trazas químicas, también conocidas como vitaminas.

La fotosíntesis no solo significa generar calorías. Múltiples animales usan la fotosíntesis para producir importantes trazas químicas. Los humanos la usamos para producir vitamina D, aunque también podemos obtenerla de los alimentos. Pero pude ver fácilmente a un animal que lo usa para producir algo que no puede obtener de la comida.

El cómico mercenario schlock de Howard Tayler tenía una especie alienígena que usaba la fotosíntesis para hacer un importante transmisor neuronal, y en realidad se desequilibraban mentalmente si se les negaba la luz solar durante varios días.

Avispón oriental: Vespa orientalis utiliza la luz solar para generar una corriente eléctrica, aunque nadie está seguro de por qué.

Las posibilidades serían usar la pequeña energía para sintetizar vitaminas/nutrientes que no están disponibles en bruto en el medio ambiente (es decir, humanos y vitamina D de la luz solar), o para potenciar la protección contra irritantes como pulgas o bacterias con un campo eléctrico de microvoltios.

El goteo de energía de la fotosíntesis podría, en teoría, ayudar a sostener aves migratorias o insectos en vuelo. Pero en la Tierra siempre hay algo de comida disponible en el mar/suelo, y los insectos se propagan mejor por los huevos.