¿Qué tan rápido podría una población de humanos evolucionar hacia una especie diferente?

Estaba pensando en una historia de ciencia ficción en la que una gran población de seres humanos (digamos entre cientos y millones) vive en un planeta con guardianes robóticos. Pero después de una cierta cantidad de tiempo viviendo aislados del resto de la humanidad, su código genético cambia lo suficiente como para que las computadoras ya no marquen su ADN como homo sapiens . Las máquinas se vuelven contra ellos, habiendo sido programadas para proteger a sus protegidos humanos de posibles "especies alienígenas".

¿Cuántos años tendría que estar la colonia humana en el planeta para que ese giro fuera plausible?

Pregunta secundaria: si hiciera que el planeta fuera más radiactivo, ¿podría acelerar plausiblemente el proceso evolutivo de una manera que no dejaría una cicatriz horrible en las personas reales? Si no, ¿hay alguna otra forma de acelerar el proceso manteniendo a la comunidad lo más cerca posible de los humanos?

Esto realmente depende de los criterios para "diferentes especies". En biología, generalmente se determina que dos grupos de organismos son especies diferentes si los miembros del grupo A ya no pueden producir descendencia viable con miembros del grupo B, donde "viable" significa que la descendencia puede crecer hasta la edad adulta y producir descendencia ellos mismos. Tenga en cuenta que este problema debe aplicarse a todo el grupo: las personas pueden tener problemas de fertilidad. No puedo ver cómo este criterio podría aplicarse aquí, ya que no hay humanos viejos con los que los neohumanos puedan aparearse. Entonces, ¿cómo deciden los robots si un individuo es humano?
Diría que esto es un duplicado de ¿Cuánto duraría una población humana moderna... , pero también ha preguntado acerca de acelerar el proceso?
Voy a decir lo que he dicho en otras preguntas similares, que la mejor manera de hacer que dos grupos de humanos sean sexualmente incompatibles es convertir a uno de ellos en robots. O cyborgs, lo que prefieras. Si cargan sus mentes en cuerpos de robots, aún pueden ser considerados humanos, pero ya no pueden reproducirse con humanos naturales.
Un problema aquí es que los cambios que describe ocurren a nivel individual, no a nivel de población. Si los guardianes de los robots no van a esperar a que ocurra la divergencia genética en toda la población, elegirán al pequeño puñado de personas de cada generación que no tienen suficiente ADN humano. Esta máquina estaría criando selectivamente a su población humana, esencialmente.

Respuestas (5)

Esto depende de la población del planeta. Hay varios puntos de vista diferentes sobre cómo se produce el origen de nuevas especies.

Origen de nuevas especies: método 1

Algunos científicos creen que:

  • El proceso de evolución comienza con una necesidad de adaptación. Debe haber algún gran incentivo (una nueva fuente de alimento que no sea utilizada por ninguna otra especie, etc.) o una gran amenaza (adaptarse a las nuevas condiciones... o extinguirse).

  • La especie pasa por una fase evolutiva general. Como en, varios individuos pasan por diferentes tipos de cambios genéticos, que continúan mezclándose y combinándose a medida que los individuos se reproducen, formando más variación genética en la próxima generación.

  • Pronto (en unos pocos cientos de miles de años), las condiciones ambientales deciden qué tipo de individuos se adaptan mejor al mundo cambiante que los rodea. Estos individuos proliferan mientras que los demás se retiran y se extinguen. En todo este proceso, un grupo de criaturas evoluciona hacia otra especie.

Bajo este esquema de evolución, sus humanos tardarían al menos varios cientos de miles de años en tener un cambio de ADN del 0,1% que podría marcarlos como una especie diferente (dependiendo de cómo lo determinen los robots). También deberá proporcionar el motivo del cambio. ¿Es la atmósfera ligeramente diferente a la de la tierra y el sistema respiratorio tiene que cambiar un poco para adaptarse? ¿La gravedad del planeta es ligeramente mayor o menor que la de la tierra y los huesos de las personas sufren un ligero cambio? ¿Existen nuevas fuentes de alimento (plantas/animales) en el planeta que requieran dientes/estómagos/intestinos/riñones modificados?

Origen de nuevas especies: método 2

Por mucho que me guste la teoría del origen de las nuevas especies mencionada anteriormente, la mayoría de los científicos creen que el origen de las nuevas especies sigue estos pasos:

  • Un individuo de la población sufre una mutación aleatoria. Esta mutación ayuda a que su descendencia sea ligeramente superior a sus competidores. Corre más rápido/su oído es más agudo/sus mandíbulas son más fuertes, etc.

  • Debido a más éxito que los otros individuos de su especie, este individuo tiene más posibilidades de procrear, por lo que con el tiempo aumentan los individuos de este tipo.

  • Con el tiempo, ocurren más mutaciones aleatorias y el mismo proceso continúa en las líneas de enjuague y repetición.

En este escenario, tendría más problemas para explicar por qué toda la población experimentó el cambio evolutivo, ya que la reproducción en humanos ya no es un juego de características físicas.


Mi recomendación

Si yo fuera el escritor de esta ficción, mi historia seguiría estas líneas:

  • La atmósfera de este planeta tiene un poco menos de oxígeno (~19,5% en comparación con el 21% en la Tierra).

  • Las personas tienen una ligera dificultad para respirar, pero en su mayoría es subconsciente, no se dan cuenta conscientemente de que están respirando un poco más rápido que los humanos en la tierra.

  • Los científicos inventan una ayuda respiratoria para las personas. Las personas se someten a una cirugía menor que les dilata la tráquea y les ayuda a inhalar más aire con cada respiración.

  • Un grupo de científicos genéticos descubre un medio para mejorar la estructura traqueal y pulmonar de la próxima generación para que no requieran ninguna cirugía. Esto implicaría cambiar un conjunto de 8 genes en el ADN humano.

  • El cambio genético se aplica a unos ratones de prueba (importados de la tierra) y los resultados son satisfactorios. Se anuncia un cronograma de 3 días para que este cambio genético se aplique a todas las personas del planeta.

  • La maquinaria de cambio de genes es muy grande y funciona con mucha energía. Dado que la población del planeta es alta (varios miles de millones) y los guardias robóticos consumen mucha energía para seguir funcionando, el mecanismo de defensa se apaga durante estos 3 días para que no haya sobrecarga eléctrica.

  • Toda la gente de la población (salvad a algunos, los vagos como yo que por una u otra razón no llegamos al horario) vamos a por este cambio de genes.

  • Una vez que finaliza el proceso, el mecanismo de defensa robótica se enciende y ¡voilá ...!

Las poblaciones pequeñas pueden especiarse más rápidamente que eso; es decir: los pinzones de Darwin. Pero también, a menudo, siguen otras reglas (hacerse grandes) que ayudaron.
La razón por la cual las poblaciones más grandes se especian más lentamente no es que la tasa de cambio sea más lenta. Más bien, el acervo genético es más grande y hay más diversidad genética dentro de una población más grande. Lo que significa que una población más grande cambia al mismo ritmo que una pequeña, pero los cambios están muy, muy menos repartidos de manera uniforme en la población.
No según lo que he leído, pero fue re: poblaciones de bacterias :) Mucha tierra significa que no hay competencia. Y solo obtiene diversidad si el viaje se ralentiza/detiene; de ​​lo contrario, la frecuencia de los alelos es aproximadamente la misma en todos los ámbitos, en lugar de desviarse porque las frecuencias cambian dentro del grupo de población. Las poblaciones más grandes tienen menos deriva.
La adaptación de la población sherpa a grandes alturas (similar a su planeta con poco oxígeno) parece haberse desarrollado en los últimos 3000 años.
Y luego dicen que la evolución ocurre al azar sin ninguna dirección...

Mucho más rápido de lo que piensas. ¡Una generación!

Para esta historia, tendrás que deshacerte de esos tontos robots. En cambio, imagina esto. Dentro de unos años, los médicos se darán cuenta de que un número cada vez mayor de parejas jóvenes acude a las clínicas de fertilidad. Muchas parejas jóvenes todavía dan a luz a bebés sanos, pero muchas más que en generaciones anteriores no pueden.

El centavo cae. Se descubre que estas parejas son infértiles porque uno de ellos tiene un número impar de cromosomas. Él, o ella, es estéril por la misma razón que una mula es estéril. Y, por supuesto, esto significa que parte de la humanidad ha evolucionado, sin darse cuenta, muy repentinamente, hacia una nueva especie con dos cromosomas más o dos menos. No puedes distinguirlos, aparte de usar un microscopio para contar los cromosomas. O, más probablemente, difícilmente puedas distinguirlos. Una vez que sabe lo que está buscando, puede decirlo, aunque con menos del 100% de confiabilidad en ausencia de confirmación científica.

A usted, el autor. No tengo ninguna duda de que la nueva especie homohabrá heredado la misma cantidad de intolerancia y estupidez que la original. Puede ser interesante convertir al narrador o al héroe en uno de esos niños híbridos estériles.

OK, a la ciencia dura. Considere el caballo y el burro. Dos especies separadas que comparten un ancestro común. Sin embargo, un burro tiene 62 cromosomas y un caballo 64. ¿Cómo pueden compartir un ancestro común? ¿Cómo puede una criatura tener un número diferente de pares de cromosomas que su progenitor y, sin embargo, lograr criar descendencia no estéril?

Si un solo protoburro hubiera dado a luz una vez a un solo potro mutado con un par de cromosomas extra, eso sería un callejón sin salida genético. La única forma en que ese potro podría reproducirse es si, en la misma generación, una fracción significativa de otros proto-burros también estuvieran dando a luz a proto-caballos. Para repetir: a menos que algo desencadene el mismo reenvasado genético en un porcentaje significativo de una especie dentro de la misma generación , no puede surgir una nueva especie con uno más o un par de cromosomas menos.

Se cree que una infección generalizada por virus o retrovirus es el probable mecanismo desencadenante.

He hablado de caballos y burros porque las mulas son muy conocidas. En muchos sentidos son superiores a sus padres. Pero son estériles. Algo similar debió ocurrir en la muy reciente historia evolutiva del homo sapiens . Tenemos un número diferente de pares de cromosomas que nuestra especie relacionada existente más cercana, el chimpancé. El virus causante todavía puede estar por ahí. O si es un retrovirus, puede que aún esté latente dentro de nosotros.

Ha olvidado, o no menciona, la otra forma de obtener un cambio en el número de cromosomas.

Gran población inicial significa baja deriva genética. Vaya mucho más pequeño para comenzar, o embotelle a la población en algún momento (desastre planetario masivo o problema biológico).

Posiblemente, los efectos de selección o las presiones ambientales podrían mover las cosas (es decir, los ácidos grasos omega-3 en las poblaciones inuit, la tolerancia a la lactosa en los europeos, etc.).

Y sugeriría que los robots guardianes son el camino a seguir. Haz que elijan contra los violentos, los criminales y los locos... Y de repente complacer a los robots guardianes es un efecto selectivo/presión ambiental sobre la población... Ironía expresa, allá vamos.

La radiactividad aumentará los cánceres para comenzar, y probablemente solo hará que más personas se rompan. Si los señores supremos no eliminaron a los humanos cuando trajeron el primer millón, entonces ya tenemos una tonelada de genes rotos, algunos más no se registrarán con sus filtros (ya que ya están lo suficientemente sueltos como para que todos esos personas calificadas como 'humanas' para empezar).

Podría ser mejor si la muestra de referencia/programación del robot estuviera corrupta, golpeada por rayos cósmicos después de que el blindaje fuera destruido en el desastre (ataque por un meteorito del tamaño de un nivel de extinción; las copias de seguridad ya se perdieron debido a una locura criminal que eliminó un par de instalaciones)

La protección de las especies alienígenas probablemente resultaría en la eliminación de cualquier mutante que no encajara en el perfil, en lugar de que los robots se vuelvan contra la población en su conjunto; si quieres que los humanos intenten especiarse, estás va a tener que dejar que los mutantes proliferen en la población y superar a los que se ajustan al perfil humano. Lo que significa que los robots tienen que hacer un trabajo bastante malo durante bastante tiempo antes de volver al trabajo.

400 es prácticamente lo más bajo que puede llegar, y ser viable, y definitivamente tendrá una deriva potencial. Sin embargo, esa población debe mantenerse pequeña (piense en pequeñas islas darwinianas con nichos abiertos frente a continentes). Si tienes un crecimiento explosivo (por ejemplo, más de 16 niños por familia) porque no hay límites naturales; es decir: es un paraíso, y todo el mundo vive en la playa y los peces saltan a tus manos... entonces la deriva no sucede, excepto si hay un gen raro 1/400 y ese tipo muere inicialmente. Cuando la población se reduce, las líneas se extinguen y se produce la deriva.

Las diferencias en estas variables dan como resultado marcos de tiempo muy diferentes (si es que sucede algo). También usamos herramientas y cultura, lo que elimina casi por completo la mayoría de las selecciones. ¿Cuántas personas conoces que murieron en la infancia o no pudieron reproducirse?

¿Cuál es la definición de "homo sapiens"?

¿Sería el objetivo de los guardianes eliminar a un chimpancé en un zoológico local? Cualquier extraterrestre va a ser mucho más diferente que un chimpancé (o una vaca, un cerdo o un pollo).

Babylon 5 tuvo un episodio que investigó una configuración similar para una civilización destruida. Se crearon soldados (usando biotecnología en individuos adecuados) y fueron programados para purgar a los impuros de la población.

Las definiciones eran más ideológicas que fisiológicas, por lo que nadie era lo suficientemente puro y toda la población fue aniquilada.

¡Retrovirus!

Un retrovirus inserta su ADN en el ADN de la célula huésped. Por lo general, esa es una célula somática normal. Sin embargo, se teoriza que los retrovirus también pueden insertar su ADN en una célula de gameto (espermatozoide/óvulo), y cuando ese gameto crea una descendencia, el ADN del virus se incorpora permanentemente a las células somáticas de la descendencia. ¡Entonces esa descendencia creará gametos con el ADN del virus y lo pasará a la siguiente generación!

Digamos que un retrovirus infecta a un solo espermatozoide. Ese espermatozoide de la suerte se une a un óvulo y aporta su mitad del ADN + ADN del virus al nuevo bebé. Esa mitad podría tener rasgos genéticos dominantes que causen suficientes cambios para marcar al bebé como una nueva especie. Ahora multiplica eso:

Para la población en general: podría tener un retrovirus altamente contagioso e infeccioso pero inofensivo para el huésped que ataca a los gametos tanto al esperma como al óvulo, haciendo que cada bebé sea diploide con el nuevo ADN. (Es posible que tenga que explicar qué efecto tiene el retrovirus en esos bebés). El nuevo ADN no debería ser fatal, obviamente, ya que quiere que los robots maten a los bebés. ¡Qué cruel eres!

Pero tu historia tiene que esperar un tiempo. La "especie" a menudo se define por no poder producir descendencia viable. Probablemente tendrías que esperar hasta que estos bebés alcanzaran la madurez sexual para descubrir que no pueden reproducirse con los no infectados pero sí con otros infectados. (A menos que tenga una manera de determinar la fertilidad o la compatibilidad reproductiva estrictamente a través de la sangre o el ADN u otras pruebas. Quiero decir, obviamente, después de descubrir el problema de la incompatibilidad, puede detectar el nuevo ADN. Solo estoy hablando de la comprensión inicial de que los infectados constituyen una nueva especie.)

Permítanme agregar que si bien ocurre una mutación aleatoria, básicamente está cambiando un solo gen en una sola persona. Con el retrovirus, de repente insertas una nueva cadena completa de ADN extraño dentro del ADN del huésped. Además, los retrovirus pueden infectar rápidamente a poblaciones enteras.