¿Qué tan útiles serían los ingenieros genéticos del futuro cercano para la colonia humana?

Dos naves planeadas para establecer la primera colonia humana de 250 personas en Marte son transportadas por un fenómeno desconocido a un planeta distante que apenas es un enlace habitable . Sin la opción de regresar a la Tierra, deben establecer un nuevo hogar allí.

La Súper Tierra tiene:

  • Radio del doble del tamaño de la Tierra
  • Magnetosfera
  • Gravedad superficial de 1,6 g.
  • Un satélite similar a Marte
  • En la zona habitable de la enana naranja, alrededor del 80% de la masa del Sol
  • Inclinación axial de 90 grados, lo que provoca variaciones extremas de temperatura
  • 2/3 de la superficie de los océanos y una docena de continentes
  • Atmósfera con composición similar a la de la Tierra pero mayor presión superficial

Solo hay formas de vida simples que viven en el planeta (algas, hongos, bacterias...) que probablemente no sean comestibles para los humanos. Los humanos tendrían que depender de la acuaponia hasta que pudieran producir plantas que pudieran vivir en el planeta.

¿Cuán útiles serían los futuros ingenieros genéticos para crear plantas comestibles que sobrevivirían en la Súper Tierra, considerando que los recursos de las colonias serán limitados?

Editar - Historia de fondo

Los dos barcos Marsbound se lanzaron desde la base Lunar y cada barco lleva 1000 toneladas de carga que se consideró útil para el establecimiento de la colonia permanente. Los humanos ya aterrizaron en Marte, y hay una pequeña estación de investigación con pocos humanos viviendo en Marte.

El fenómeno movió las naves en la órbita de la Súper Tierra, podrían aterrizar allí, en Marte como satélite o quedarse en órbita si así lo prefieren. Tan pronto como desembarcan, sus barcos son útiles solo como refugio o materiales de construcción. Los colonos tendrán que trabajar con cualquier carga que tengan en sus barcos, además de lo que puedan extraer, fabricar, cultivar o producir.

¿Olvidaste mencionar en la historia de fondo qué tipo de materiales y herramientas tienen los colonos a bordo? ¿Alguno de los colonos es ingeniero genético (no solo técnico)? ¿Hay una biblioteca de ADN con la que puedan trabajar? El simple hecho de aparecer en un planeta aleatorio con MRE no va a terminar bien para ellos.
La mayoría de los principales cultivos en la tierra tienen variantes de OGM con mejores rendimientos, resistencia, etc. Eso se hace mediante "ingeniería genética", aunque el proceso no es realmente súper futurista. Básicamente, solo significa secuenciar el ADN de muchas plantas tratando de descubrir qué genes son responsables de las cosas que te gustan, y luego copiar esos genes en plantas que hacen otras cosas que te gustan. Que realmente no es tan futurista en absoluto, se ha hecho desde los 80 y se comercializa desde los 90.
@Root ¿Podría explicar la tecnología a bordo de los barcos? Si bien la ingeniería genética ayudaría, podría incluir contexto en la pregunta de por qué dos naves que se dirigen a Marte tienen capacidad de ingeniería.

Respuestas (5)

La ingeniería genética sería buena, pero tiene complicaciones

Si bien la ingeniería genética ayudaría a las plantas o a los humanos a adaptarse al entorno que usted describe, es posible que no sea posible modificar organismos en estas condiciones:

  • Un barco Marsbound no necesita tecnología GE a bordo. Podemos predecir las condiciones del suelo y la atmósfera en Marte, por lo que ya hemos hecho una lista de plantas para crecer en Marte y cómo hacerlo de manera efectiva. Su gente está preparada para lo que "saben" lo que sucederá, no para esta anomalía.
  • Si la nave tiene la tecnología para diseñar plantas, que no necesita, sus científicos no tendrán los genes necesarios para realizar los cambios deseados. Para hacer una planta resistente a las heladas, por ejemplo, necesitas genes que causen resistencia a las heladas. Es probable que sus científicos no lleven una biblioteca de genes para empalmar.
  • La ingeniería de personas en el espacio no funcionará. Las condiciones de microgravedad afectan el cuerpo humano con el tiempo, por lo que tratar de diseñar y dar a luz humanos modificados dará como resultado bebés desarrollados para baja gravedad. Estos humanos no podrán sobrevivir en los 1,6 g de la superficie del planeta.

Básicamente, la respuesta corta a su pregunta es sí, por supuesto que GE ayudaría, pero no se podría hacer fácilmente con lo que tiene su equipo.

Hay formas plausibles de producir cultivos sin transgénicos

Consideremos lo que sus naves tienen a bordo para crecer en Marte. Hemos cultivado los siguientes cultivos aquí en la Tierra con suelo análogo a Marte:

  • tomates
  • Centeno
  • Guisantes
  • Puerros
  • Espinaca
  • Quinua
  • Otros en estudios separados

Esto significa que estas son algunas de las plantas que probablemente estarán a bordo de sus barcos.

Nutrientes

Su planeta tiene agua utilizable, pero no hay forma de saber si el suelo nativo es hospitalario. Hay varias formas en que sus colonos podrían evitar esto:

  • Cultiva un par de plantas terrestres. En la pequeña posibilidad de que el suelo sea habitable, ¡genial! Pero como han dicho muchos comentaristas, esto simplemente no es probable.
  • Quema de flora nativa para alterar la composición del suelo. Si bien esto puede no garantizar el éxito, liberará los nutrientes que contienen las especies nativas, brindándole otra opción para probar. Este método es una especie de caja de Pandora, ya que podría liberar toxinas o nutrientes. Probablemente sea mejor probar a pequeña escala. Si funciona, lo cual es posible, ¡genial! Pero puede que no.
  • Si todo lo anterior falla, los desechos humanos pueden usarse como fertilizante. Hasta ahora, los colonos han estado comiendo, por lo que deben estar produciendo desechos. Este método puede no ser apetecible o sanitario, pero si la situación es de vida o muerte, fertilizará los cultivos en un grado razonable. Además, si su tripulación trajo antibióticos a bordo, estos podrían usarse en el suelo para esterilizar o reducir los problemas causados ​​​​por los patógenos de la Tierra.

Clima

Afortunadamente, sus colonos se dirigían a Marte. Esta es una gran ventaja para los hábitats de clima controlado en este planeta. Marte tiene tormentas extremas y frío extremo, por lo que nuestra solución para la colonización de Marte es cultivar en el interior y regar las plantas con hielo nativo derretido. Esto podría aplicarse a su planeta con facilidad.

Si sus naves contienen el clima, materiales resistentes a la temperatura o estructuras que traeríamos a Marte, sus colonos pueden dejarlos caer en este nuevo mundo y sobrevivir en ellos. No se imponen desafíos climáticos adicionales.

Desafíos de la flora nativa

Si tiene suerte y el suelo de este planeta es drásticamente diferente al nuestro, las plantas nativas tendrán diferentes necesidades nutricionales. Esto significa que la competencia no es probable; las plantas se pegarán a las áreas con los nutrientes que necesitan usar.

Si el suelo de este planeta es lo suficientemente similar al nuestro y las plantas intentan habitar los mismos lugares, la remoción no debería ser un problema. Esto es análogo a un agricultor que deshierba un cultivo en la Tierra; Si bien podría argumentar que hacer que la tierra sea hospitalaria significa que sus plantas tienen que competir para usarla, los invasores pueden eliminarse manualmente más rápido de lo que invaden.

Desafíos de los microorganismos nativos

Esto está en debate. Si bien Kingledion tiene razón en que las toxinas microbianas podrían dañar a los humanos y las plantas, no hay evidencia de compatibilidad entre las toxinas de estos organismos y la química de la Tierra. Elementos como el hierro y el sodio, por ejemplo, no dañarán a los humanos ni a las plantas endémicas de la Tierra, pero pueden ser la principal toxina elegida para matar especies endémicas de este mundo. La probabilidad de que cualquier cosa que se use para deshabilitar a las criaturas en este mundo sea efectiva contra los organismos de la Tierra es escasa; hay tantas cosas que nos pueden hacer daño.

Editado para que coincida con la información proporcionada en los comentarios. La respuesta anterior se basó en ser optimista cuando se le dio una probabilidad; ahora basado en hechos y razones.

La pregunta es sobre el transporte a través de un 'fenómeno desconocido'. Está asumiendo un barco con una bodega de carga.
@JohnFeltz Si los humanos van a Marte, lo ideal sería que tuvieran una bodega de carga (el autor de la pregunta especifica que se están moviendo barcos con destino a Marte, no solo los humanos)
Perdón por no ser más específico, el fenómeno transportó los barcos en los que estaban los colonos. @Zxyrra esta respuesta es más optimista de lo que esperaba
@Root Mi respuesta se basa en cosas que son plausibles o cosas que podrían ocurrir, pero es poco probable que la totalidad de mi respuesta sea fiel a su situación. Sin embargo, es más razonable que desarrollar o modificar organismos con poca o ninguna tecnología de edición de genes a bordo de los barcos.
Como dice @AndreiROM en los comentarios de su publicación, estás siendo un poco optimista. Se desconoce la composición química del suelo, las bacterias nativas no necesitan tener ADN si crean toxinas microbianas para defenderse de los competidores, la insolación no sería estándar debido a la inclinación axial (las tasas de crecimiento de las plantas se ven fuertemente afectadas por el fotoperíodo). Todas estas cosas pueden requerir cultivos muy modificados para prosperar, y cuanto más rápido puedan ser criados por agrónomos expertos, mejor será para los colonos.
@kingledion Muchas personas están de acuerdo con estos comentarios, por lo que mi respuesta ha cambiado. Debería ser más realista y menos optimista ahora.

Increíblemente útil.

Estamos modificando genéticamente las plantas para que sean más resistentes y fáciles de cultivar incluso en la Tierra , y mucho menos en alguna roca en las profundidades del espacio.

De hecho, no estoy seguro de cómo planeabas terraformar sin capacidades de ingeniería genética. Ya mencionaste que hay bacterias nativas de este lugar, lo que podría significar un gran problema para tus colonos reacios.

Una infección bacteriana podría acabar con cultivos enteros, y la peste negra también era una enfermedad bacteriana (no viral, que es la única razón por la que puedo escribir esta publicación en este momento).

En resumen, esas personas no solo necesitarán adaptar plantas y animales para sobrevivir allí, sino posiblemente también modificar su propia genética.

Mira mi respuesta, he desmentido mucho de lo que has dicho.
@zxyrra: todo lo que veo son un montón de suposiciones que no están basadas en la realidad. La agricultura es un negocio complicado, y los cultivos son increíblemente vulnerables a los insectos, las enfermedades, el clima, así como la composición del suelo, etc. Nos está diciendo que todo simplemente crecerá sin ninguna evidencia que lo respalde. El hecho de que algo sobreviva ahí fuera no significa que usted (o sus plantas/animales) lo hará. Ser superado por las malas hierbas locales es una amenaza real. Decirnos que "probablemente evolucionaron con necesidades minerales separadas" es una ilusión del más alto nivel.
Por favor, evidencia la idea de que los patógenos extraterrestres podrían afectar a los organismos terrestres.
No hay insectos presentes, las enfermedades no funcionan así ( worldbuilding.stackexchange.com/questions/10301/… ) ( worldbuilding.stackexchange.com/questions/19880/… ). Si el clima afectara tanto a las plantas, dañaría a los humanos, lo que significa que no tiene sentido colonizar. Decir que la competencia haría imposible la agricultura es como decir que no podemos cultivar en la Tierra porque hay plantas nativas que quieren crecer: no es cierto y no tiene una base real.
Es probable que se necesiten minerales por separado. Si el planeta tiene una química del suelo aunque sea ligeramente diferente, las plantas nativas querrán consumir lo que hay en abundancia.
@zxyrra - Acordemos estar en desacuerdo. Creo que estás siendo irremediablemente optimista.
Incluso si soy optimista, ¿cómo podríamos desarrollar humanos en el espacio o plantas genéticamente modificadas con la carga de una nave Marsbound?
@zxyrra: eso depende del OP para averiguarlo. (S) Solo preguntó si la manipulación genética podría ser útil, y le dije que sí. Usted argumentó a favor de "No". Creo que te equivocas, pero eso es irrelevante. El OP tendrá que decidir por sí mismo.

No tan útil

Las herramientas de hoy en día no son tan malas, por lo que no tenemos que esperar a un posible futuro para poder modelar la situación.

El principal problema es saber qué hacer, qué modificación se necesita, qué se debe codificar. Problema para determinar qué conjunto de genes nos dará lo que necesitamos. El nivel donde comienza es diseñar en vivo, no probando lo que tenemos en diferentes combinaciones para ver qué funcionará.

Haga la secuencia necesaria, podemos hacerlo durante bastante tiempo ahora. Recientemente (hace más de un año) vi noticias sobre una solución que en realidad permite insertar una secuencia en cualquier lugar predeterminado (mediante la secuencia coincidente que definimos). Somos lo suficientemente sofisticados en la manipulación de genes casi hoy (o tal vez hoy, no rastreen eso).

Pero saber con certeza qué está haciendo este u otro gen, o qué hará en este conjunto de genes, es un gran problema para nosotros. La gente trabaja en eso, pero estamos lejos de la perfección.
Y en esta situación hipotética, no deberían arrendar algunos genes sino crearlos para este entorno particular.

El equipo necesario para operar con genes no es pesado, ni voluminoso (más o menos, no incluye todo el material para la producción química), por lo que no es un problema para 1000t.
Pero si podemos usar computadoras para averiguar qué combinación usar (esta es una parte más futura), puede necesitar mucha energía y poder de cómputo que no se espera que tenga en esa situación, y definitivamente tomará tiempo calcular y hora de probar

Soluciones más rápidas, fáciles y simples: hidroponía. No me refiero a adaptar las plantas al entorno, sino a crear el entorno necesario para ellas, especialmente porque este entorno es muy similar al que necesitarán los humanos de esas naves. Si no son capaces de crear ese entorno para las plantas, probablemente no puedan crear por sí mismos.

Si no pueden comer esas algas, hongos y bacterias porque son muy incompatibles, apuesto a que esas algas, hongos y bacterias se queman de la misma manera que lo harán las algas, hongos y bacterias de la tierra, al menos tienen potencial para resolver el problema. energía bastante rápido.

Aunque, si esta vida es tan incompatible con la nuestra, no debería haber problema para cultivar plantas. La química para la hidroponía es bastante simple, por lo que el suelo puede ser solo arena, agregue algunas cajas y mangueras y listo.

Muy útiles , pero necesitan ser mucho mejores de lo que son hoy.

La principal ventaja potencial de la ingeniería genética es que la nave espacial de los colonos puede poner el código genético de muchas especies útiles en algún medio duradero para recrearlas en el planeta objetivo. No necesitan tener muchas plantas y animales vivos a bordo.

Pero: los ingenieros genéticos de hoy todavía no están preparados para eso. Son más como piratas informáticos en el código de la naturaleza.

No sé nada más, pero necesitarías ingenieros genéticos para modificar a los humanos que aterrizan allí. Un radio dos veces el tamaño de la tierra significaría una masa decenas de veces más grande que la de la Tierra (soy demasiado perezoso para calcular ahora), y una aceleración gravitacional significativamente mayor que la de la Tierra. Además, la atmósfera sería muy espesa, la gente no podría respirar ese aire. En realidad, creo que con esta masa, el planeta sería demasiado pesado para ser considerado un planeta rocoso, y sería un gigante gaseoso (un poco exagerado). Como tal, los humanos no podrían sobrevivir allí. Pero si no fuera un gigante gaseoso, si primero fueran a la luna, se establecieran allí, construyeran una colonia más grande y luego se alteraran genéticamente, podrían ir al siguiente planeta. Así que para esta manipulación genética necesitarías ingenieros genéticos.

Y hay otro problema. Normalmente, enviarías primero una nave con muchos recursos si viajas una distancia corta como Marte, y luego una nave colonial con solo lo necesario para viajar con seguridad. Esto porque se puede esperar a ver que el primer barco llegó a salvo, la carga no se dañó y la gente tiene el equipo. Si falla, envía otra nave con equipo. De esa manera, no arriesgas la vida de las personas con un barco extra pesado en una sola ronda. Esto es lo que sucede con la ISS ahora, no enviamos cohetes extra pesados ​​con todo lo que los astronautas necesitarían para todo el período con ellos, hay un alijo allí y se repone constantemente por misiones no tripuladas (que son más seguras en términos de pérdida humana potencial). Esto hace que su escenario sea más improbable, ya que la nave no llevaría suficiente equipo.

Enviarías una nave tan completa solo si recorre una gran distancia (a otro sistema).

Preferiría que no fueras demasiado perezoso para calcular. Si no puede tomarse el tiempo para armar una buena respuesta, ¿quizás no debería publicar nada? Por cierto, estoy bastante seguro de que la mayoría de tus conjeturas en el primer párrafo son incorrectas.
@kingledion bueno, no es muy fácil de calcular, especialmente porque no sabemos la densidad de ese planeta. La luna tiene una densidad mucho más baja que la Tierra, algo así como 3,3 g/cm3, Marte tiene algo que se acerca a 4 g/cm3 y la Tierra tiene algo así como 5,5 g/cm3. Básicamente, cuanto más grande es el objeto, mayor es la densidad de su núcleo rocoso (los gigantes gaseosos pueden tener menor densidad, pero eso es solo por su parte de gas, no por la parte de roca). Pero la densidad no es realmente sencilla y aumenta con el radio, depende de los materiales disponibles mientras se creó el planeta.
@kingledion de todos modos, la fórmula implica elevar al cubo el radio, por lo que si asume la misma densidad, obtendrá 8 veces la masa. Marte tiene aproximadamente la mitad del radio de la Tierra, y la Tierra tiene unas 10 veces más masa. Entonces, es justo suponer que el planeta del que estamos hablando tendría al menos 10 veces la masa. La densidad es importante porque la masa y el radio te dan aceleración gravitatoria.
@kingledion pero, por supuesto, importa de qué está hecho el núcleo. El hierro tiene una densidad normal de alrededor de 7,8 g/cm3, pero el wolframio, por ejemplo, tiene una densidad de casi 20 g/cm3. Si tiene un planeta con una densidad cercana a 7 u 8 (lo que implicaría un núcleo de alta densidad), puede obtener una diferencia de masa muy significativa entre ese planeta y la Tierra.
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