Creando un organismo sin evolución en un ambiente de laboratorio

Es difícil crear un nuevo animal desde cero.

  • Si modifica genéticamente una especie existente hasta que se convierte en una especie drásticamente diferente, luego implanta el embrión fertilizado en una hembra de la especie original, la descendencia no sobrevivirá al nacimiento. Esto significa que no puede hacer cambios genéticos drásticos de la manera tradicional : matará a los animales antes de que nazcan.

  • La evolución natural de un organismo nuevo y complejo puede llevar miles de millones de años, y no tengo ese tiempo.

Por lo tanto, se debe emplear algún otro método para construir físicamente el primer organismo, o iniciar el linaje, a partir de una especie completamente única, hecha en laboratorio .

Supongamos que los científicos ya han decidido los genes que poseerá esta especie y, con razón, la consideraron apta para sobrevivir en la naturaleza, si la primera madre de la especie pudiera nacer. Es multicelular y no dará a luz hasta un mínimo de 20 años de vida.

¿Cómo se crea físicamente el primer individuo de una especie única?

Mis pensamientos hasta ahora

  • Una especie base podría modificarse, unos pocos genes a la vez, cada generación, hasta que el genoma de la nueva especie pudiera implantarse a través de un embrión y sobrevivir al nacimiento. No me gusta mucho este enfoque porque implica mucha espera (cientos de generaciones).
  • Una máquina podría actuar como un útero artificial para los primeros individuos de la especie. A partir de un solo embrión, podría alimentarse de nutrientes y mantener las condiciones deseadas. Sin embargo, me parece difícil crear con precisión tantos tejidos y órganos en un entorno artificial.
Tenga en cuenta que los científicos usan el primer método de forma regular para especies multicelulares simples: algunos animales (por ejemplo, las moscas) tienen una vida útil muy corta, por lo que cien generaciones es en realidad más corta que un embarazo humano.
@Taladris Editaré la pregunta para aclarar que la vida útil es más larga y la especie es más compleja, de lo contrario consideraría eso
Ningún ser humano creó una forma de vida, simple o compleja, a partir de la no vida, por lo que no tenemos suficientes datos sobre este tema.
@vsz ¿No hay suficientes datos? Entendemos la estructura del ADN y hemos secuenciado numerosos genomas en el pasado; hemos creado bacterias sintéticas y hemos hecho modificaciones genéticas. Entendemos estos procesos hasta cierto punto.
@vsz: se crea el primer organismo vivo con genoma sintético . Eso fue en 2010.
@AlexP: todavía no se construyó completamente desde cero, incluso si se armó sintéticamente. Sí, entendemos mucho sobre el ADN, pero todavía estamos lejos de construir especies completas desde cero.
@vsz Entendemos cómo genes específicos, combinaciones específicas de moléculas que podemos organizar y hemos organizado en el laboratorio, codifican características específicas. Si bien puede ser necesario un poco de prueba y error para hacer el organismo completo , es incorrecto decir "lejos de" o "no hay suficientes datos".
Puede encontrar esto interesante: extremetech.com/extreme/…
Recuerdo haber leído que, aunque el ADN humano había sido mapeado por completo, descubrieron que la epigenética desempeñaba un papel tan importante o más importante en la manifestación de los rasgos. Además, también vi un artículo de noticias que decía que recientemente descubrieron que los ángulos reales de las moléculas en los códigos genéticos marcaron una diferencia significativa en el funcionamiento de los genes. Lamentablemente no he podido volver a encontrar ese artículo. Pero, mi punto es que cuanto más aprendemos sobre todos los diferentes factores involucrados en la manifestación de un rasgo específico, cuanto más aprendemos, tenemos mucho más que aprender.

Respuestas (3)

Solo necesitas cuatro cosas:

  1. Compatibilidad con el sistema inmunológico. Esto es trivial. En el laboratorio puedes mantener a la madre con inmunosupresores. Hecho.

  2. Tamaño compatible y tiempo de preñez. Una vez más, esto es fácil, ya que probablemente usaría especies de tamaño y tiempo de nacimiento similares en primer lugar.

  3. Buena proporción de sustancias en cordón umbilical. Esto se puede arreglar por IV si es necesario.

  4. Implantación del óvulo. Esta es una parte complicada. Debe tener cuidado al configurar genes para este proceso. Preferiblemente arrancarlos enteros de la especie madre 0 y llamarlo un día.

Alternativamente, ve con huevos. Si su organismo no necesita dar a luz, no necesitaría una madre. Esta es una ruta que preferiría.

Probablemente hay más, pero nuestra ciencia ahora está en la vida sintética de una sola célula, y aún tenemos que ver qué sucederá.

¿Mantener a la madre con inmunosupresores no pondrá en peligro al feto? Algo me dice que eso causaría problemas, por mucho que me gustaría hacerlo
@Zxyrra dañaría el sistema inmunológico de primera generación. ¿Y qué? El tercero no tendrá rastro de este efecto.

No necesitas una criatura viva

En su pregunta, dijo que está en el nivel tecnológico en el que puede modificar genéticamente una nueva especie. Entonces, obviamente, este es un alto nivel de avance tecnológico en comparación con ahora. Entonces, si tienes esa tecnología, ¿por qué no tienes otras?

Primero necesita un recipiente lleno de fluido embrionario hecho en laboratorio. Manténgalo a la temperatura adecuada. Luego proporcione un facsímil del útero de la madre y conéctelo a una fuente de nutrientes.

Estoy seguro de que si su sociedad puede crear una nueva especie a través de la manipulación genética, entonces puede hacer una "vaina" para que crezca. Hay mucho menos riesgo, mucho más simple. También puede reutilizar la mayoría de las cosas en este método para las primeras del otro género.

No estoy de acuerdo con el "¿por qué no tienes otros?" declaración. Prácticamente podemos diseñar nuevas especies con la edición de genes moderna, y en el pasado hemos estado cerca de crear bacterias completamente sintéticas . Sin embargo, los úteros artificiales todavía parecen ciencia ficción.
@Zxyrra Si bien eso es cierto, no nos hemos acercado a la capacidad de cambiar genéticamente una criatura a una especie nueva y distinta. Es como cambiar un caniche por un chihuahua en lugar de cambiar un caimán por un ornitorrinco. Y lo que hemos hecho no está ni cerca de eso, son solo bacterias.
Acordado. Es plausible esperar úteros artificiales para cuando "nosotros" podamos diseñar una nueva especie compleja. Es probable que se desarrollen para respaldar la experimentación práctica con la modificación de especies existentes una vez que se convierta en un esfuerzo económicamente atractivo realizado a gran escala.

Los científicos ya pueden "crear" líneas celulares y cepas mutantes (células individuales, drosofilia, pez cebra, gusanos como caerabinopsis elegans, perros, gatos,...) mediante recombinación genética. En realidad, en su caso, la implantación del "óvulo" puede funcionar bien porque supongo que modificar solo unos pocos genes no modificará tanto la compatibilidad de la madre / descendencia mutante. Tenga en cuenta que solo unos pocos genes pueden alterar fuertemente el fenotipo (la apariencia de su especie o su capacidad y características, como la duración de la vida). De hecho, se sugirió crear un embrión de mamut e implantarlo en un elefante. Después de todo, los humanos tienen solo un 2% de diferencias genéticas con los chimpancés.

Entonces, como biólogo, diría

1: la recombinación genética y la implantación de óvulos deberían funcionar si las especies están lo suficientemente cerca (el tamaño suele ser importante). Tener en cuenta las propiedades inmunológicas sugeridas anteriormente puede hacerlo más creíble.

2 - La alternativa es cultivar tu especie en una vaina con líquido embrionario. Algunas láminas de tejidos se pueden cultivar fácilmente en cultivos de laboratorio, ¡y recientemente incluso algunos órganos! Los sacos embrionarios artificiales son, por lo tanto, plausibles en un futuro cercano y podrían usarse en diversas situaciones.

3 - si desea un solo organismo que cree descendencia y evolucione sin ninguna interacción con un macho, es absolutamente posible. Existen varios modos de "duplicación" de los organismos. Por fisión, puede separar el cuerpo en 2 (generalmente para microbios), división y regeneración (en ese caso, tiene el mismo genoma en varias generaciones), pero si desea crear evolución y diversificación dentro de su especie, probablemente necesite un especies sexuales que pueden utilizar la autofecundación. Algunas especies de lagartijas y ranas intrigantes lo hacen :) El cambio de sexo depende principalmente de las condiciones ambientales, como la temperatura. Le sugiero que busque en Google el sitio web evolutivo para verificar los extraños modos de reproducción sexual.

"Después de todo, los humanos tienen solo un 2% de diferencias genéticas con los chimpancés" y, sin embargo, la reproducción entre especies no (¿no puede (?)) ocurrir, y la pregunta describe especies drásticamente diferentes que presumiblemente tienen una diferencia mucho mayor que el 2%.
Me gusta tu segundo punto (2.) +1
@zxyrra La barrera de las especies humano/chimpancé es nuestro conteo de cromosomas. Tenemos un par más. En algún momento de la evolución homínida reciente, un cromosoma de chimpancé se dividió en dos. La hibridación se vuelve casi imposible a partir de entonces porque la primera generación heredaría un número impar de cromosomas y una división par de un número impar es imposible. El mismo problema explica la esterilidad de las mulas (híbrido burro/caballo)
Absolutamente Zxyrra, para mí el 2% es una gran diferencia. Probablemente esperas un 2% aún más diferente. No hablé de la reproducción cruzada porque pensé que no era el objetivo de su pregunta. Para centrarme en el embrión, mi punto es que en un mundo de ciencia ficción, un genoma de ingeniería bien diseñado seguramente podría hacer que el embrión sea compatible con su ancestro para el desarrollo hasta la maduración. O bien, ¿podría imaginarse un desarrollo similar a un parásito en las especies manipuladas, en cuyo caso se resuelve el problema del ADN? Muchos parásitos viven dentro de los anfitriones hasta la maduración completa, lo que puede resultar en la muerte del anfitrión.
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