Suponga que los humanos tienen la tecnología y la motivación para modificar genéticamente a los humanos capaces de respirar bajo el agua y en tierra. Suponga también para este ejemplo que la tecnología mecánica está algo restringida para hacer que las opciones genéticas sean más favorables.
¿Sería posible diseñar seres humanos que pudieran sobrevivir relativamente sin ayuda en tierra y en profundidades extremas?
Con esto me refiero hasta 1 km bajo el agua a profundidades de 10 km (fosa Marina) o incluso más abajo a 20-30 km de profundidad.
Mi objetivo es diseñar una sociedad en la que una mezcla de estos humanos modificados y regulares vivan en una biosfera submarina y salgan a trabajar juntos en equipos de submarinos/buceadores libres.
Veo cuatro problemas principales con esto.
Presión a grandes profundidades. Según tengo entendido, la presión aplastaría cualquier cosa con aire, por lo que los pulmones normales están fuera. Probablemente se necesitaría un gillung como se propone en esta pregunta , pero no estoy seguro de qué otros cambios necesitarían los humanos para sobrevivir en las profundidades.
Falta de oxígeno. Un ser humano que respira con un sistema branquial modificado no absorberá tanto oxígeno como un ser humano que respira aire. Esto podría causar problemas si intenta trabajar períodos prolongados con poco oxígeno.
Frío. Las profundidades profundas son bastante frías, pero no parecen estar fuera del rango de supervivencia humana. Traiga algo de ropa de invierno, posiblemente tenga una sección climatizada en los submarinos para que los tritones se calienten.
Tiempo de presurización. Para que los tritones se muevan entre la tierra y el mar, tendrían que pasar por algún tipo de cámara de descompresión. Si este proceso es demasiado largo/caro/difícil, podría causar problemas a la sociedad que se mezcla entre las dos especies.
Tratando de encontrar soluciones creativas a estos problemas o de encontrar otros problemas en los que no he pensado.
No necesitas humanos modificados genéticamente, basta con humanos normales.
Aparte de los pulmones, la presión no es un problema para los humanos porque nuestro cuerpo está lleno de fluidos que solo se pueden comprimir muy poco y la presión no influye en las funciones adecuadas. Nuestros huesos son sólidos, pero como la presión viene de todos lados, tampoco se rompen ni se dañan.
Entonces llene los pulmones con un fluido respirable y los humanos pueden soportar presiones extremas.
Si bien la película The Abyss retrató la idea, muchas personas piensan que es ciencia ficción. No lo es, los fluidos respirables como el perfluorocarbono existen y pueden usarse realmente para este propósito.
Entonces, lo que necesitas es un aparato de buceo profundo.
El humano prepara el equipo. Respira o recibe una inyección que lo deja inconsciente (podría hacerlo conscientemente, pero sería una tortura). Luego, el equipo llena lentamente los pulmones con un líquido respirable y el equipo inserta tubos plegables en la tráquea/pulmones.
Esos tubos actúan como amplificadores para la respiración. El problema es que un ser humano no puede respirar lo suficientemente profundo para hacer circular el fluido, por lo que el equipo registra su respiración y los tubos amplifican la respiración para mezclar el fluido en consecuencia y reponerlo con oxígeno. Por lo tanto, la respiración solo está limitada por la cantidad de oxígeno. Con una batería nuclear y, por lo tanto, energía ilimitada esencial, el oxígeno necesario podría ser producido por agua de mar y permite un acceso ilimitado.
Después de bucear, el humano vuelve a perder el conocimiento, lo colocan con la cabeza hacia abajo en una camilla para bombear el líquido, el equipo bombea el líquido hacia afuera, se colapsa y se retrae y se puede sacar. Tarea terminada.
Algunos comentarios a la crítica de Arno Germond: Todos esos puntos, con la excepción del Síndrome Nervioso de Alta Presión (HPNS), no tienen nada que ver con la respiración líquida, solo con la respiración gaseosa normal y, por lo tanto, literalmente no tienen sentido. Para permitir la respiración, los gases deben tener la misma presión que el agua exterior y debido a que el oxígeno se vuelve tóxico con demasiada presión parcial, el único componente necesario, el oxígeno, debe ser reemplazado por nitrógeno, hidrógeno o helio. Estos gases se disuelven en el torrente sanguíneo/líquidos corporales y provocan fenómenos desagradables como la enfermedad por descompresión cuando burbujean bajo una presión más baja.
Estos fenómenos no aparecen en la respiración fluida porque no se necesitan otros gases además del oxígeno. HPNS se desencadena por la presión, pero se puede contrarrestar con gases narcóticos (puede usar hidrógeno como segundo componente o inventar una nueva sustancia estabilizadora que adapte los nervios a la alta presión). Si el buzo emerge, no hay otros gases tóxicos en el torrente sanguíneo y, por lo tanto, no hay efectos de descompresión.
El oído medio y otros contenedores de aire (senos paranasales) también deben llenarse con líquido a través de la trompa de Eustaquio y las aberturas de los senos paranasales. El perfluorocarbono no es tóxico y el oído medio puede eliminar los líquidos del oído. En ese caso no se encuentran problemas de rotura de tímpanos.
No soy médico, pero no estoy al tanto de la "acumulación de toxinas" o "la alta presión inhibe el correcto funcionamiento de las células". Las celdas no se encogen (la reducción de volumen es casi insignificante para fluidos y sólidos) y la alta presión no cambia la velocidad de reacción para sólidos y líquidos (!).
De acuerdo, es probable que haya efectos negativos desconocidos que ocurrirán en profundidades de más de 1 km en realidad, pero mientras sean desconocidos, puede ignorarlos por el bien de la historia que está escribiendo.
Mire a los mamíferos marinos, no a los peces.
Se sabe que las focas y las ballenas se sumergen a 2 o 3 km por debajo de la superficie. Las adaptaciones que necesita no son branquias (que probablemente simplemente no funcionarán para un mamífero), sino modificaciones fisiológicas que permitan un mayor almacenamiento de oxígeno en la sangre y los músculos, una eliminación de oxígeno más eficiente del aire y un cambio de presión sin que se produzcan curvas. Algunas ballenas pueden sumergirse durante más de 2 horas, pero esto parece poco probable para los humanos, quizás 30-45 minutos sería el máximo. Según su escenario, estos humanos modificados podrían tomar aire adicional mientras están bajo el agua para extender sus inmersiones.
Parece probable que estas modificaciones fisiológicas puedan extenderse para permitir la supervivencia hasta 4 o 5 km por debajo de la superficie, pero más profundo que eso podría resultar imposible.
Tal vez podrías modificar genéticamente a los humanos para que sean híbridos de uno de estos animales, los cuales se encontraron viviendo en la Fosa de las Marianas :
Pez caracol , hallado viviendo a 8.145 metros de profundidad
No estoy seguro de qué otra forma podrías hacerlo sin una gran cantidad de gestos con las manos.
Como está hablando de profundidades de 10 km a 30 km, debo estar en desacuerdo con la respuesta de Thorsten,
La inmersión máxima se registró alrededor de 500-600 m. Las inmersiones a gran profundidad están asociadas con la toxicidad de los gases (nitrógeno, oxígeno, ...), como se mencionó, pero también: - síndromes psicológicos, como el síndrome nervioso de alta presión (HPNS) y el hecho de vivir en la oscuridad - Acumulación de toxinas en Sangre (es posible que su sangre y enzimas no circulen correctamente, lo que lleva a la acumulación de toxinas) - Rotura del tímpano con alta presión, etc.
Para el problema del oxígeno: bueno, con helio en la mezcla, los buzos teóricamente pueden descender a unos 300 metros, lo que teóricamente puede permitir una inmersión de 2 a 4 km, y nunca se ha hecho (porque lo más probable es que sea una inmersión de ida). Pero a mayor profundidad, puede esperar que también se vuelva tóxico. Entonces, una alternativa de SF como el fluido dentro de los pulmones, propuesta anteriormente, para evitar este problema de toxicidad, ¿por qué no?
Sin embargo, aún necesita encontrar una manera de cancelar el problema de la alta presión. Ya sea haciendo trampa (imagine un entorno cercano resistente a la presión), o renunciando a nuestro cuerpo y al sistema circulatorio sanguíneo (a una presión profunda, puede esperar que las células no funcionen correctamente). De hecho, las criaturas que viven a gran profundidad tienen un cuerpo esponjoso.
Encontré preguntas similares en la red, puede encontrar algunos elementos: https://www.quora.com/What-is-the-maximum- depth -a-human-body-can-go-to-under-water-beyond -cual-la-presion-seria-intolerable
https://www.quora.com/Fish-can-tolerate-the-tremendous-pression-under-water-but-humans-cant-Why
usuario45623
AlexP
JDługosz