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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Leben basierend auf Radioaktivität möglich?



chlorobium
23.05.2007, 09:13
Radioaktivität und Pilze (http://www.plosone.org/article/fetchArticle.action?articleURI=info:doi/10.1371/journal.pone.0000457)

... sollte sich das so bestätigen, dann dürfte sich das Spektrum für belebte
Planeten wohl um ein kleines Stück erweitern ... also ich finde es :cool:

mfg
Chlorobium (der Farbe wegen)

Mathias
23.05.2007, 17:21
Sowas habe ich auch kürzlich mal gehört, das es Leben in Radioaktivität geben kann. Es gibt ja auf der Erde viele Orte die Lebensfeindlich aussehen und trotzdem hat es Leben dort.

garfield335
30.05.2007, 10:41
Radioaktivität und Pilze (http://www.plosone.org/article/fetchArticle.action?articleURI=info:doi/10.1371/journal.pone.0000457)

... sollte sich das so bestätigen, dann dürfte sich das Spektrum für belebte
Planeten wohl um ein kleines Stück erweitern ... also ich finde es :cool:

mfg
Chlorobium (der Farbe wegen)

Schön das es auch ohne, Sauerstoff und Photosynthese geht :D

Aber können auch höhere Lebensformen so entstehen :confused:

Wolfrum
16.06.2007, 18:31
Sowas habe ich auch kürzlich mal gehört, das es Leben in Radioaktivität geben kann. Es gibt ja auf der Erde viele Orte die Lebensfeindlich aussehen und trotzdem hat es Leben dort.

Ich habe es auch gelesen, halte es aber für Schwachsinn. Wie soll das funktionieren? Das was die Radioaktivität kaputt macht, muß wieder von der Zelle erzeugt werden. Und dafür wird bestimmt mehr Energie gebraucht, als wie die Zelle aus den Ionisierte Molekülen entnehmen kann.

ICH GLAUBE DAS NICHT:confused::confused:

hardy
17.06.2007, 18:31
Ich habe es auch gelesen, halte es aber für Schwachsinn. Wie soll das funktionieren? Das was die Radioaktivität kaputt macht, muß wieder von der Zelle erzeugt werden. Und dafür wird bestimmt mehr Energie gebraucht, als wie die Zelle aus den Ionisierte Molekülen entnehmen kann.

ICH GLAUBE DAS NICHT:confused::confused:

Ich glaube zunächst, dass der Titel des Themas "Leben basierend auf Radioaktivität möglich?" nicht gut gewählt ist.

Der von Chlorobium zitierte Fachartikel befasst sich mit dem verstärkten Wachstum von Mikropilzen, die das Pigment Melanin enthalten, unter dem Einfluss von Strahlung.

Die Autoren weisen darauf hin, dass biologische Pigmente, z. B. das Chlorophyll, eine grössere Rolle bei der Photosynthese spielen, d. h. bei der Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie. Da Melanin ebenfalls sichtbares und UV-Licht absorbieren kann, vermuten die Autoren, dass ionisierende Strahlung die Elektronenstruktur von Melanin verändert.

Die Autoren des Artikels berichten über die Ergebnisse ihrer physikalisch-chemischen Untersuchungen der Elektronenstruktur von Melanin nach einer Bestrahlung und über das beobachtete verstärkte Wachstum melanotischer Pilze unter dem Einfluss von Bestrahlung. Dies werfe Fragen über eine mögliche Rolle von Melanin bei der Absorption und Nutzung von Strahlungsenergie auf.

Was ich aus meiner Sicht ergänzen möchte: Radioaktivität hat, natürlich abhängig von der Dosis, keinesfalls nur negative Effekte. Warum gibt es z. B. immer noch Radon-Bäder? Ich halte deshalb die lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung für übertrieben konservativ.

Gruss
hardy

mac
18.06.2007, 02:19
Hallo Hardy und Wolfrum

eigentlich hatte ich keine Lust (vorallem keine Zeit) mehr, schon wieder was zu diesem Thema zu schreiben. Und siehe da! Es gibt mindestens noch zwei, die was vernünftiges dazu sagen können. Und das vorallem auch tun! :)

Wie soll das funktionieren? Das was die Radioaktivität kaputt macht, muß wieder von der Zelle erzeugt werden. Und dafür wird bestimmt mehr Energie gebraucht, als wie die Zelle aus den Ionisierte Molekülen entnehmen kann.das trifft den Kern der Sache ganz genau. Wie uns Hardy mit seinem Beitrag ja auch so schön aufzeigt, war der Filter (wo saß der eigentlich?), in dessen Licht uns der Artikel erreichte, auf die falsche Wellenlänge eingestellt.
Ich glaube zunächst, dass der Titel des Themas "Leben basierend auf Radioaktivität möglich?" nicht gut gewählt ist. ...was übrig bleibt von der Energienutzung ist altbekannt. Hatten wir erst vor wenigen Wochen.

Bakterien, Pilze und 'Konsorten' werden uns garantiert nicht vom radioaktiven Abfall befreien, es sei denn, es gelänge uns, sie von den Vorteilen eines anschließenden (persönlichen) Verdauungsspazierganges in die Sonne zu überzeugen. Natürlich zu Fuß. :D

Herzliche Grüße

MAC

chlorobium
18.06.2007, 06:51
was übrig bleibt von der Energienutzung ist altbekannt. Hatten wir erst vor wenigen Wochen.


Geht es hierbei um diesem (http://astronews.com/forum/showthread.php?t=1160&highlight=Radioaktivit%E4t) Beitrag?

Nun, diese Art der Energienutzung durch radiolytische Wasserspaltung mag
bei Bakterien funktionieren, nicht jedoch bei Pilzen. H2-oxidierende Bakte-
rien sind bekannt, nicht jedoch Pilz. Wenn hier also H2 entstehen sollte, wo-
bei ich nicht weiß ob die dafür notwendige Energien durch die verwendete
Strahlenquelle erreicht werden, dann bringt das für den untersuchten Pilz
keinerlei Nutzen; er kann es nicht verwerten.



Wie soll das funktionieren? Das was die Radioaktivität kaputt macht, muß wieder von der Zelle erzeugt werden. Und dafür wird bestimmt mehr Energie gebraucht, als wie die Zelle aus den Ionisierte Molekülen entnehmen kann.


Das stimmt wohl. Nur wenn hierbei tatsächlich nicht mehr Energie gewon-
nen werden kann, als für die Reparatur der aufgetretenen Schäden aufge-
wendet werden muß, wieso konnte dann in den Experimenten bei den be-
strahlten Pilzen eine signifikat höhere Biomasse gemessen werden?

Ich bin bei diesen Ergebnissen skeptisch. Es sind aus meiner Sichte einige
wichtige Kontrollexperimente nicht gemacht worden. Allerdings würde ich
die dahinter stehende Idee auch nicht so einfach wegwischen wollen.

mfg
Chlorobium (der Farbe wegen)

ispom
18.06.2007, 09:40
ich denke es ist unstrittig, daß es keine Lebewesen geben kann,
die auf der Basis von Zellen mit mehr oder weniger gegen ionisierende Strahlung empfindlichen DNA-Strängen,
von der Energie aus eben solchen Strahlenquellen seine vitalen Funktionen
aufrecht erhalten kann.

Also: Leben wie wir es kennen, kann so nicht funktionieren.
Aber: wenn es ganz anders funktioniert, wenn die Energie aus radioaktivem Zerfall in ganz anderer Weise (die heute noch unsere Vorstellungsfähigkeit übersteigt) in einer ganz anderen Weise dazu verwendet wird, die Aktivität und Reproduktion eines Individuums zu ermöglichen.

Unmöglich.... das wurde schon oft gesagt,
denken wir nur an die Vielfalt organischer Moleküle im interstellaren raum...

Ispom

mac
18.06.2007, 17:28
Hallo Chlorbium,

Dein Hinweis
Allerdings würde ich
die dahinter stehende Idee auch nicht so einfach wegwischen wollen.
ist berechtigt. Den Eindruck habe ich wohl tatsächlich erweckt, auch wenn ich das gar nicht wollte. :o

Ich meinte z.B.
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=1160
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=808

aber da gibt es hier im Forum noch viel mehr dazu.


Wie rechne ich das so, dass es plausibel wird?

Hab’ mir folgendes überlegt: Wieviel Energie in Form von Sonnenlicht brauche ich, um 1 kg Biomasse oder besser organischen Kohlenstoff (nur diese Zahl hab’ ich gefunden) herzustellen. Und wie viel Energie in Form von ionisierender Strahlung brauche ich, um ein kg Biomasse wieder zu zerstören.

Solarkonstante 1367 J m^-2 s^-1
Erddurchmesser 1,27E7 m
Jährlich produzierte Menge an organischem Kohlenstoff 1,73E14 kg
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Biomasse

Nun kommen auf der Erde nicht mehr 1367 J pro m^2 und Sekunde an. Rechnen wir mal mit 1000 J m^-2 s^-1

Die Auffangfläche ist die Fläche der projizierten Erdscheibe. Also Pi*(1,27E7/2)^2 = 1,27E14 m^2 Da aber in den Abend und Morgenstunden und in den Polarregionen die Sonne durch die Atmosphäre stärker geschwächt wird, rechne ich nur mit 80% dieser Fläche, also 1E14m^2

Dosis zur Sterilisierung 30E3 Sv. Diese Dosis ist für unsere Rechnung viel zu hoch, weil ich bei der Sterilisierung sicher sein muß, alle Zellen zerstört zu haben. Die Dosis die für den Tod von 50% aller Zellen ausreicht, liegt weit unterhalb dieser Sterilisationsdosis. Ich rechne daher nur mit 1/10, also 3E3Sv. Als Orientierung: 3 Sv entspricht etwa der Dosis, die 50% aller betroffenen Menschen nicht überleben würden.

Umsetzbare Sonnenenergie: 1E14 m^2 * 1E3 J m^-2 s^-1 * 3600*24*365,25 s/Jahr = 3,16E24 J/Jahr.

Mit dieser Energiemenge werden 1,73E14 kg organischer Kohlenstoff in Lebewesen pro Jahr produziert. Das sind 1,8E10 J die zum Aufbau von der Sonne eingestrahlt werden.

Hm dachte ich dann. Viel zu viel. Gewächshäuser würden so gar nicht funktionieren. Wo ist der Fehler? Licht ist genug da! Der Flaschenhals ist ganz woanders. Es muß der Mangel aus der Konkurrenzsituation sein.

Mal kurz überschlagen: Tomaten. Pro m^2 und Jahr sagen wir mal 1000 kg, 95% Wasser, also 50 kg Kohlenstoff. Wäre Faktor 50 mehr, als in der Natur. Liegt doch nicht so weit daneben, wie ich gerade noch dachte.

Also weiter.

Für 50 kg organischen Kohlenstoff, also seine Lebensträger, die diesmal nicht als Gewächshaustomaten bestehend, sagen wir mal 200 kg wiegen, brauchen wir gemäß unseren obigen Vorgaben eine Energiemenge von 200 * 3E3 J/kg. Also rund 1/10000 tel zum fast vollständigen sterilisieren.

Was Hardy hier schon geschrieben hatte zu den positiven Wirkungen von ionisierenden Strahlen, war möglicherweise schon als Hinweis auf eine bestimmte Wirkung dieser Strahlung auf das Gewebe gedacht.

Auch heute noch wird (bevorzugt bei älteren Menschen) diese Strahlung zur Behandlung von (meist unspezifischen) Entzündungen eingesetzt. Der Wirkungsmechanismus ist, soweit ich da im Bilde bin, nicht bis ins Letzte klar. Man geht davon aus, dass die Schäden die die Ionisationen verursachen, zu einer heftigen Reparatur- und Vermehrungstätigkeit führt, die in der Lage ist, durch den erhöhten Stoffwechsel dieser Bereiche die Entzündung zu heilen.
Diesen Mechanismus muß man bei einer solchen Untersuchung wie sie im Zugrunde liegenden Artikel durchgeführt wurde, klar trennen können.



Ich kann mir durchaus vorstellen, dass die, durch Ionisationen deponierte Energie z.B. im Wasser der Zellen aber vor allem außerhalb der Zellen, indirekt durch die Zellen genutzt werden kann. Bei der Vorstellung, dass Zellstrukturen diese Energie aber direkt, durch unmittelbare Verarbeitung nutzen können, muß man den Unterschied Schaden/Nutzen erklären, und muß die Strukturen und Prozesse identifizieren, die trotz Ionisation ablaufen, ohne dabei zerstört zu werden.



Mit Melanin kann eine Zelle sich nicht vor einer 50 – 300 keV Elektronenstrahlung schützen. Die Reichweite dieser Elektronen übersteigt den Zelldurchmesser bei weitem, selbst wenn ihre Zellwand aus Blei bestünde (was sie schon aus chemischen Gründen nicht überleben würde ;)) Einzig weiche Alpha-Strahlung könnte von einer sehr dicken Zellwand aufgefangen werden. Sie würde aber auch durch eine einige Mikrometer dicke Wasserschicht, unter entsprechender Radikalbildung aufgefangen. Die Radikale und ihre Folgeprodukte könnten aber wieder mittelbare Energieträger für die Zelle sein.


Herzliche Grüße

MAC

chlorobium
18.06.2007, 20:36
Hi MAC,

ohne jetzt die Berechnungen im Detail nachzuprüfen stimme ich da zu. Eine
komplexe Biosphäre, der Erde ähnlich, würde mit Sicherheit nicht durch die
Nutzung von radioaktiver Strahlung als Energiequelle funktionieren; wenn es
sowas denn überhaupt gegen kann. Nur eine kleine Anmerkung. Deinococcus
radiodurans überlebt Bestrahlung von bis zu 30.000 Gy, was nach meiner Um-
rechnung 30E3 Sv entspricht (oder hab ich mich da jetzt verrechnet?).

mfg
Chlorobium (der Farbe wegen)

mac
18.06.2007, 20:57
Hallo Chlorobium,

die Umrechnung ist (grob) richtig. Fein kann ich Dir ohne nähere Daten nicht sagen. Ziemlich erstaunlich finde ich. Ich gehe mal davon aus, daß er weder was mit Lebensmitteln noch mit Menschen am 'Hut' hat. ;)

Herzliche Grüße

MAC

chlorobium
19.06.2007, 05:14
Ne ne, die Dinger sind zum Glück reine Umweltbakterien und haben ein
sehr effizientes DNA-Reparatursystem. Aber mein Arbeitskollege hat mir
gerade Heute erzählt, daß man in mit Radionukleotiden "kontaminierten"
Böden Melaninbildner sehr häufig antrifft; häufiger als in "normalen" Bö-
den.

mfg
Chlorobium (der Farbe wegen)