¿Puede un humano modificado genéticamente respirar algo que no sea la atmósfera de oxígeno/nitrógeno de la Tierra?

Para profundizar en la respuesta de bowlturner, el oxígeno es especialmente adecuado para proporcionar energía a las formas de vida grandes. Es uno de los oxidantes más efectivos de la tabla periódica (de ahí el término) y puede aceptar dos enlaces, a diferencia del flúor y sus amigos. La digestión de los alimentos es el proceso de quemarlos de manera controlada para liberar la energía química y, por lo general, se necesita algún tipo de oxidante para hacerlo. Si bien hay más de una forma de lograr esa oxidación, el oxígeno es tan útil que es muy probable que una especie alienígena desarrolle la capacidad de procesarlo, si es que está presente en su entorno, incluso si no son formas de vida basadas en el carbono. . Y muchos de nuestros procesos químicos dependen de él. Tendrías que recrear artificialmente a un humano desde los átomos para que no usen oxígeno. La genética sola puede

Dicho esto, mientras haya oxígeno libre presente en la atmósfera, las adaptaciones complementarias a otras toxinas en la atmósfera ciertamente están dentro del ámbito de la posibilidad. Alternativamente, en una atmósfera verdaderamente libre de oxígeno, si a los extraterrestres no les importara demasiado la desfiguración o el riesgo de explosión, podrías hacer que hagan crecer un tanque de oxígeno para tu pobre sujeto a partir de músculos y huesos, con una especie de cordón umbilical. fusionado a su nariz.

Para empezar, el cuerpo humano está diseñado para funcionar con oxígeno, y sería necesario un gran cambio, lo que probablemente nos convertiría en algo completamente diferente si tuviéramos que funcionar con un gas diferente.

Sin embargo, suponiendo que quiera decir que la atmósfera es venenosa pero que todavía tiene oxígeno, entonces podría ser posible. Digamos que el CO2 es extremadamente alto, podríamos rediseñarlo para filtrarlo, o no absorberlo a través de los pulmones o tal vez incluso tener un convertidor para cambiar el CO2 nuevamente a O2. Se podrían hacer cosas similares si otros gases como el cloro estuvieran en la atmósfera en cantidades peligrosas, pero también se podría usar un aparato de respiración especial, aunque no tan útil ya que aún necesita quitarlo para comer, etc.

En realidad, incluso un ser humano no modificado genéticamente ya puede respirar una gran variedad de gases más allá de una simple mezcla de oxígeno y nitrógeno. Hay numerosos gases respirables que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, como el buceo en el mar, el montañismo, las cámaras hiperbáricas y las naves espaciales. Los principales requisitos son: la cantidad correcta de oxígeno (dentro de un cierto rango) y la falta de toxicidad. Por lo general, los gases respirables contendrán oxígeno y algún tipo de gas o gases inertes, como nitrógeno, hidrógeno, helio, neón o argón. Incluso se puede utilizar oxígeno puro. Sin embargo, no todos estos gases son útiles para el buceo en aguas profundas, porque algunos (como el oxígeno puro, el argón o el nitrógeno) se volverán más tóxicos bajo presiones más altas.

Sin embargo, el oxígeno es necesario para prácticamente todas las reacciones que ocurren en el cuerpo humano, pero especialmente en el cerebro. Si no hay suficiente oxígeno, el cerebro sufrirá Hipoxia . Inicialmente, esto causará una sensación de euforia y una incapacidad para realizar tareas complejas, seguido poco después por desmayos, daño cerebral permanente y, finalmente, la muerte. En comparación con el cerebro, el resto del cuerpo tolera relativamente los niveles más bajos de oxígeno, al menos por un tiempo. Pero sigue siendo un factor crítico para la vida.

Por otro lado, si el cuerpo no puede eliminar suficiente CO2 (quizás porque la atmósfera ya contiene una alta concentración de este, o es demasiado densa para exhalar completamente), entonces el CO2 formará ácido carbónico en la sangre. Esto causa acidosis , donde la sangre se vuelve demasiado ácida, y puede provocar dolores de cabeza, somnolencia, daño celular, coma y probablemente la muerte.

Si desea que su humano sobreviva en un entorno con poco oxígeno, no hay una manera fácil de evitarlo, a menos que tenga un aparato de respiración. Alguien mencionó la posibilidad de un rebreather biológico. No estoy seguro de si eso podría funcionar, pero es una solución semi plausible. O, en cambio, puede encontrar una manera de ralentizar el metabolismo de todo su cuerpo y ponerlo en un estado de hibernación o criostasis, pero no estará consciente. Tal vez podrías reemplazar su cerebro con una computadora miniaturizada, pero luego, en lugar de oxígeno, necesitas energía. Y si puedes subir su mente a una computadora, ¿por qué mantener el resto del cuerpo?

Anexo : Para mostrar cuán indulgente puede ser el sistema respiratorio humano, siempre que obtenga suficiente O2 y elimine el CO2, se han realizado algunos experimentos parcialmente exitosos que demuestran la posibilidad de respirar un líquido oxigenado . Este modo de respiración se ha postulado en la ciencia ficción para buceadores de aguas profundas o astronautas en naves espaciales de alta aceleración.

Algo más a tener en cuenta aquí: cuando observa los posibles caminos químicos que sustentan la vida, las cosas son bastante limitadas. Mirando mundos con temperaturas similares a las de la Tierra, solo hay un patrón viable: carbono para la columna vertebral molecular, oxígeno como oxidante. Por lo tanto, mientras que el mundo alienígena puede tener toxinas que necesitan filtrarse, tendrá oxígeno.

La vida estándar basada en cloro y flúor de ciencia ficción simplemente no funciona: ambos átomos son mucho menos abundantes que el oxígeno debido a que son menos estables a nivel nuclear y también se crean por secuencias de reacción mucho menos comunes. Tanto el cloro como el flúor reaccionan con el oxígeno: para que un mundo tenga cloro o flúor libres en la atmósfera, todo el oxígeno debe haber reaccionado con él y, del mismo modo, debe haber tomado el lugar del oxígeno en las rocas. La mayoría de las rocas son en su mayoría silicio y oxígeno. Por lo tanto, necesita una cantidad increíble de ellos y simplemente no los encontrará. No queda nada más que ser un oxidante, tus alienígenas respiran oxígeno.

Si bien su cuerpo ha evolucionado para usar oxígeno, ha evolucionado para usarlo en una banda de concentración bastante estrecha. Muy poco y se desmaya, sufre daño cerebral y muere, demasiado y su sistema nervioso básicamente se "oxida" y el daño resultante puede ser fatal. Necesitamos oxígeno, pero necesitamos las cantidades adecuadas.

Normalmente, una persona podría tener un traje espacial, lo haríamos con maquinaria como un exoshell independiente.

Un extraterrestre avanzado podría hacer un adaptador de material vivo e integrarlo con nuestro cuerpo, para que pueda transmitir los sentidos del tacto, etc. y se automantenga y repare tomando material y energía de nuestra sangre. Pero proporciona un rebreather para adaptarse al pulmón que aún intercambia oxígeno y dióxido de carbono, y proporciona un sistema de procesamiento de alimentos que transfiere el material necesario a sus propios sistemas y produce lodo compatible para caer en el intestino humano.

Un análisis notaría un cuerpo humano con un pulmón y estómago removidos y órganos extraños agregados y sondeados; la piel removida y reemplazada con algo que tolera el ambiente exterior; los ojos tapados o reemplazados; las diversas aberturas selladas y conectadas al equipo de soporte en su lugar.

Mire Man Plus de Fred Pohl para ver un ejemplo de cómo adaptar a un ser humano para vivir en Marte.