¿Cómo hacer que los humanos sean compatibles con una atmósfera de CO2 de alta presión?

Hemos encontrado un planeta habitable alrededor de Procyon y tenemos la tecnología para colonizarlo. Sin embargo, se encuentra en la parte exterior de la zona habitable de sus sistemas. Entonces, si bien tiene una ecosfera bien desarrollada y en su mayoría biocompatible, su atmósfera no es muy parecida a la terrestre.

  • 11,6 atm CO2
  • 2,4 atm N2
  • 0,18 atm O2
  • trazas de Ar, H2O, polvo y O3

además

  • gravedad superficial de 0,8 g
  • -5C temperatura media
  • Inclinación axial de 78°
  • 37% agua superficial
  • tectónica de tapa estancada (goteo y penacho, como en Venus) pero el ciclo del carbono es estable
  • la estrella es un joven tipo F (1,85 Gyr)
  • los ecosistemas terrestres son jóvenes y primitivos (dominan los organismos unicelulares y coloniales, la multicelularidad tiene solo unos pocos millones de años)
  • la vida se centra en los mares polares y las grandes regiones que los rodean, que se inundan con las lluvias de otoño, se congelan durante el invierno y se secan durante el verano

La terraformación está fuera de discusión porque varios artilugios y organizaciones poderosas quieren estudiar la biosfera. Entonces, bioformado es. Los inviernos se tratan con capacidades de hibernación, las mayores tolerancias a la temperatura también son fáciles y se ha resuelto el problema del bajo nivel de oxígeno.

Sin embargo, ¿cómo cambia uno a un ser humano para que el CO2 sea tolerable? Esto suena mal.

Cuando el dióxido de carbono se disuelve en agua, forma un poco de ácido carbónico. Y ese ácido es una parte clave de nuestro sistema respiratorio. Cuando el dióxido de carbono se acumula en nuestra sangre, se forma ácido carbónico y aumenta la acidez de la sangre. Y el cuerpo humano tiende a manejar los cambios de pH bastante mal. La sangre debe tener un pH de 7,35 a 7,45, y cualquier desviación significativa interfiere con la función de la sangre. Una vez que el pH cae por debajo de 6,8, lo cual es sorprendentemente fácil, se produce un daño celular irreversible. Esta acidez se puede alcanzar con bastante facilidad respirando un 30% de CO2 a presión atmosférica.

Entonces, ¿qué tipo de modificaciones se deben hacer a los humanos para lidiar con esto? Se prefiere la ingeniería genética por razones ideológicas, pero también se podría utilizar la cibernética.

No se puede hacer, a menos que tenga un metabolismo completamente diferente (y el resultado de eso difícilmente podría llamarse humano). El problema es que CUALQUIER organismo aeróbico, no solo los humanos, produce CO2 como producto de desecho. Deshacerse de esos desechos depende de tener una menor concentración fuera del cuerpo.
@jamesqf que fácilmente podría ser una buena respuesta
@SJuan76: Sin embargo, alguien con más experiencia en biología que yo tendría que escribirlo. Aunque puedo pensar en posibilidades, como por ejemplo una "bomba" activa de CO2 para eliminar el CO2 (como los diversos canales que mantienen el equilibrio de sodio, potasio y otros iones), pero eso requeriría energía metabólica para impulsarlos. ...

Respuestas (1)

Ese nivel de dióxido de carbono es fatal de varias maneras diferentes.

Usted menciona el PH de la sangre, pero hay múltiples problemas que deberían solucionarse de alguna manera.

Narcosis por nitrógeno : la presión parcial de nitrógeno indicada sería suficiente para causar una narcosis leve por nitrógeno, pero el CO2 es unas 20 veces más potente que el N2 en términos de narcosis. El nivel de narcosis está mucho más allá del nivel fatal. Tenga en cuenta que el mecanismo de la narcosis no se comprende bien.

Líquido cefalorraquídeo (LCR) PH : esto como entrada directa al sistema de regulación respiratoria del cuerpo. Si respira en una bolsa de papel, sus niveles de CO2 aumentan rápidamente y comienza a respirar rápidamente y experimenta una angustia significativa a pesar de que todavía hay mucho oxígeno en el aire que está respirando. Su cuerpo está respondiendo al aumento de CO2 que altera el PH del LCR y está tratando de aumentar la respiración para compensar. Los altos niveles de CO2 darían como resultado una respuesta fatal (coma seguido de muerte)

Hipocalcemia Los altos niveles de CO2 agotarán severamente el calcio que necesita para la función corporal básica. Además del conocido uso en huesos y dientes, el calcio es esencial para el funcionamiento de los nervios, así como para la capacidad de contracción de todos los músculos. No estoy seguro de si moriría más rápido por problemas musculares o fallas en el sistema nervioso debido a este nivel de agotamiento de calcio.

Sospecho que hay otras formas en las que este nivel de CO2 sería fatal

Sí, el planeta es muy duro con los humanos. Pero, ¿qué se podría hacer al respecto con la ingeniería genética? Simplemente enumere cualquier número de razones por las que este entorno mataría a alguien.
Tal vez ese sea el punto, hay tantas formas de matar a una persona que no tenemos idea de cómo diseñar alrededor de las limitaciones biológicas. Esto es ciertamente cierto sin el conocimiento actual de la ingeniería genética. Menciono específicamente la narcosis, porque ni siquiera entendemos el mecanismo de esta narcosis, y mucho menos cómo rediseñarla. Este es un desafío de marco: está pidiendo algo que es imposible responder de manera positiva.
Hmm, alguien tendría que hacer crecer marionetas de carne a partir de material genético local, que por definición está adaptado al CO2, y trasplantar un cerebro humano en un frasco con la interfaz adecuada o cargar mentalmente a la persona en un cerebro hecho de material local. cosa. Interesantes vibraciones de Frankenstein.