¿Se podría biodiseñar una medusa para convertir el agua salada en agua dulce?

No. Las medusas son osmoconformadoras

Los osmoconformadores son organismos marinos que mantienen un ambiente interno que es osmótico a su ambiente externo.[1] Esto significa que la presión osmótica, u osmolaridad, de las células del organismo es igual a la presión osmótica del entorno que las rodea... La mayoría de los osmoconformadores son invertebrados marinos como los equinodermos (como las estrellas de mar), los mejillones, los cangrejos marinos, las langostas y las medusas. , ascidias (ascidias - cordados primitivos) y vieiras.

Los vertebrados mantienen un ambiente interno ligeramente hipoosmolar, menos salado, que el agua de mar. La sangre no es tan salada como el océano. He leído que la salinidad de la sangre es la misma que la salinidad del océano en el período antiguo cuando nuestros antepasados ​​desarrollaron sistemas cerrados.

Dicho todo esto, me gusta la idea de las medusas gigantes creadas con bioingeniería. Definitivamente puedo imaginar un anime con montones de medusas gigantes por todas partes. ¿O era Ponyo?

¿Es posible? sí, pero...

Hay construcciones biológicas capaces de filtrar la sal. ¿Podría una criatura teóricamente convertir el agua salada en agua dulce? Sí, pero la gran pregunta es ¿qué hace con la sal o el agua?

La ley de conservación de la materia todavía se aplica.

Creo que esta criatura podría ser como un estromatélite que construye una gran roca de sal en su interior. Aunque tan pronto como pinchara sería un caos.

Tal vez podría almacenar los iones Na y Cl como medio de energía metabólica.

Necesitaría energía para hacer esto.

¿Podría parecerse a una medusa? Quizá, dependiendo de lo que haga con la sal y de cómo adquiera energía afectará mucho a su aspecto.

Si hace la fotosíntesis, no será de ese color claro. Si forma una gran roca de sal, es probable que no flote o, si lo hace, seguro que no parecerá una medusa.

Tampoco estoy convencido de que sea capaz de desalinizar completamente el agua, pero tampoco estoy seguro de que pueda hacerlo.

Pero, en el tren de roca salada, pude ver un concepto de anémona impulsada térmicamente que parece una medusa atrapada en el suelo.

También existe la inversa de almacenar la sal y en su lugar almacenar el agua. En este caso, las medusas inevitablemente flotarían y quedarían atrapadas en la superficie, lo cual es útil porque facilita la recolección. Serían como botellas de agua precargadas de cultivo orgánico. Pero ninguna cantidad de retoques podría superar el problema de la flotabilidad porque el agua almacenada sería menos densa que el agua salada cada vez mayor, además de conservar la apariencia estructural de la medusa.

Tal vez.

Las medusas no hacen mucho, pero algunas generan presión para nadar. Si coloca una membrana con válvula a través del músculo del anillo, la ósmosis inversa podría proporcionarle agua fresca.

Sin embargo, el agua dulce es mala para las medusas, y moverla de la boca a algún lugar que desee es trabajo. Por lo tanto, debe darle a la gelatina un revestimiento que no sea gelatina y una segunda salida para empujar el agua. Con esos cambios estás a medio camino de un calamar.

Realmente, aunque solo lo estoy usando como una bomba viviente, por lo que la mayoría de las criaturas funcionarían bien. Los filtradores, como los moluscos, podrían ser una mejor opción, ya que ya son capaces de bombear, filtrar, sobrevivir en entornos hostiles y no tienen muchos sistemas de propulsión innecesarios. Y como bono hacer perlas y conchas.

Los peces de agua salada tienen el mismo problema.

Su piel (y escamas) no son exactamente impermeables, lo que significa que, además de tragar agua de mar con su comida, también absorben agua de mar a través de su piel, lo que aumentaría la salinidad de su sangre y tejido.

Entonces, para contrarrestar que sus riñones transportan activamente el exceso de sal a su orina para ser expulsado, lo que le da a su orina una mayor concentración de sal disuelta que el agua de mar circundante.

Es decir, ya existe un mecanismo de desalinización natural , aunque solo en organismos de orden superior que necesitan depender de mecanismos más complejos para expulsar el material de desecho, pero podría ser factible diseñar una estructura similar a una vejiga con una membrana con transporte activo para mover un altamente solución salina fuera de ella, reduciendo así la salinidad dentro de la vejiga. O, por el contrario, estos organismos podrían ser diseñados para "sacar" la sal de la solución en la que nadan y secuestrarla en sus cuerpos, al igual que crecen los cálculos renales.

Bueno, no de la forma en la que probablemente estés pensando. Las medusas no son filtros y no extraen sal del océano a medida que pasan a través de él, por lo que no puedes usarlas directamente para extraer la sal del agua del océano. Como señala Will, son osmoconformadores y no les importa la salinidad del agua.

Sin embargo, se me ocurren algunas formas de utilizar las medusas como parte del proceso de purificación del agua.

1) Úsalos para el transporte

Esta idea requiere un poco de tecnología por parte del científico, pero dentro de la realidad. La tecnología clave aquí es una membrana semipermeable que permite el paso del agua, pero no de las sales. Estos se usan comúnmente en la ciencia moderna y son parte del proceso de desalinización por ósmosis inversa. Con una membrana semipermeable, todo lo que se requiere es un diferencial de presión.

Las medusas son malas en muchas cosas, pero moverse verticalmente en la columna de agua no es una de ellas. Algunas medusas, como la hermosa y enorme medusa Lion's Mane, experimentan migraciones diarias entre la superficie y las profundidades, conocidas como migración vertical diaria. Si se entrena adecuadamente, puedo imaginarme fácilmente a nuestras enormes medusas melena de león haciendo viajes diarios al lecho marino con un recipiente sellado semipermeable en sus campanas, que se llenaría con agua dulce, rechazando las sales, a medida que las medusas se hunden en el lecho marino. Cada noche, regresaban a la superficie con recipientes llenos de agua fresca.

2) Diseñarlos como sustratos

Algunas medusas serían excelentes candidatas para la recolección de membranas semipermeables biológicas . En particular, la carabela portuguesa , aunque no es una verdadera medusa, tiene un gran flotador hecho de una sola celda. Los científicos podrían reutilizar o diseñar este flotador para producir membranas semipermeables biológicas que podrían recolectarse para las plantas de desalinización más grandes , resolviendo el problema del reemplazo constante y costoso del filtro. Además, las membranas semipermeables hechas de medusas probablemente serían menos vulnerables al carbono orgánico disuelto, que es un problema activo para los sistemas actuales.

Esto realmente no es lo que preguntaste, pero tu pregunta me hizo pensar. En el mundo real, la solución favorita para las ciudades costeras sin suficiente agua es canalizarla desde otras áreas. Cuando eso es imposible, la solución es la desalinización física en un proceso llamado ósmosis inversa. Estás viendo la desalinización biológica.

Las medusas son una mala elección. Como dijo Will, mantienen la misma salinidad que el agua que los rodea. Cambiar esto implicaría tantos cambios en su fisiología que el resultado no serían medusas. Necesitarían un sistema de circulación como el que se ve en los peces para aislar la sal del agua circundante.

Por lo general, los organismos unicelulares serán más fáciles de reproducir en una tarea específica como esta que los organismos complejos como las medusas. Entonces, lo que puede hacer es criar bacterias que mantengan un contenido interno de sal más alto que el agua que las rodea. Estoy pensando cómo harías esto, pero un microbiólogo podría tener algunas ideas. Luego, filtra las bacterias saladas del agua, dejando menos agua salada, o incluso agua dulce si las bacterias son lo suficientemente eficientes.

Si realmente quieres medusas, podrías hacer que alberguen bacterias modificadas. Pero en ese punto, tendrá una gran caída en la eficiencia porque en lugar de solo alimentar a las bacterias, debe alimentar a las medusas más las bacterias, y probablemente tendrá muchas menos bacterias.

Ya que eres libre de explicar esto de cualquier manera (plausible) que quieras, podrías tener medusas creadas mediante bioingeniería que están cautivas . Están amarrados en alta mar y conectados a un sistema de tuberías que transporta continuamente el agua dulce de regreso a la costa. Las medusas se alimentan por filtración, absorben nutrientes y agua de mar, excretan desechos digestivos y sal de vuelta al océano y extraen el agua dulce de sus cuerpos de alguna manera.

Incluso podrías hacer que funcionen con "energía solar" como un liquen al tener una planta cautiva contenida dentro del cuerpo de la medusa para proporcionar energía adicional. Dado que las medusas tienen cuerpos transparentes, podrían atarse directamente a la superficie del agua y la luz del sol penetrará fácilmente dentro del cuerpo para proporcionar energía.

Como mínimo, esas medusas necesitarán resistir la presión osmótica, por lo que necesitarán un caparazón duro y/o una piel gruesa similar a la goma capaz de soportar esa presión. Así que la respuesta es "no", a menos que estés listo para llamar a esas criaturas medusas.

Supongo que sería más fácil biodiseñar un pez normal en un organismo hinchado de movimiento lento que consiste principalmente en agua con baja salinidad. Aún así, nunca alcanzaría el contenido de agua corporal que tienen las medusas.

Como alguien dijo, ¿qué haces con la sal? Eventualmente haría que el océano fuera demasiado salado a medida que elimina el agua dulce. Mejor inventar una máquina para separar H20 y usar sodio y cloruro, ambos elementos muy inestables para generar el calor (energía) para hacerlo. Por cierto, el agua dulce está disponible en abundancia en las aguas más frías del Ártico dentro del hielo antiguo y en aguas profundas. Dado que el agua salada caliente flota hacia la parte superior, tal vez puedas encontrar agua dulce fría en las profundidades de los pozos en el fondo del océano. O tal vez puedas hacer una planta que beba agua salada, sobreviva y, sin embargo, produzca una fruta de agua dulce como la sandía.