Procesamiento bacteriano de desechos en nutrientes biodisponibles.

Materias primas (aguas residuales y desechos y sí, incluso cosas muertas de todo tipo porque dejar montones asombrosos de materias primas por ahí es una tontería, así como algunas pequeñas adiciones de la ecología más amplia porque siempre hay pérdidas en el reciclaje, sin importar cuán cerrado sea). usted pretende) se vierten en tanques para ser digeridos por bacterias diseñadas (fábrica de productos químicos biológicos) que lo descomponen en partes. Pasar los materiales a través de un molinillo primero aceleraría un poco ese proceso al alimentarlos con un mantillo fino en lugar de trozos grandes, pero generalmente dejas que las bacterias hagan el trabajo. Por supuesto, se necesitarán algunas fuentes de energía para impulsar este proceso: la luz solar es tradicional, aunque la luz artificial es más probable (y permitiría una densidad de producción mucho mejor sin tiempo de inactividad).

Se utilizarían tinas especializadas para producir vitaminas específicas o fijar nutrientes particulares, para mezclarlos según sea necesario para diferentes formulaciones. Fortalezca esto con algunos materiales de origen adicional (inorgánicos simples necesarios como hierro, magnesio, potasio, etc.), y podría mezclarlo todo al final del proceso para obtener una suspensión de un solo nutriente.

No sería tan diferente de cultivar cultivos más tradicionales utilizando la agricultura vertical, esencialmente las tinas de bacterias son las plantas en la agricultura, pero podría automatizarse de manera más simple y lograr enormes economías de escala. Recicla desechos orgánicos (y algunos inorgánicos) utilizando un sistema de fabricación de flujo continuo, para una fuente de alimentos que requiere poca mano de obra (aunque una alta inversión de capital) y una superficie insignificante en comparación con la agricultura tradicional.

Podemos sintetizar todos los nutrientes básicos. Si los resultados son rentables o sabrosos es otra cuestión completamente diferente.
TL;DR: Podríamos, pero creo que estoy perdiendo el apetito.

Ya podemos sintetizar carbohidratos (azúcares, almidones), aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas) y lípidos (aceites comestibles, grasas y colesterol).

El primer proceso clave (anteriormente estrictamente biológico) automatizado fue la fijación de nitrógeno: https://en.wikipedia.org/wiki/Haber_process

La producción de carbohidratos a través de la fotosíntesis artificial es un tema de investigación activa: https://en.wikipedia.org/wiki/Artificial_photolysis

Ahora tenemos máquinas de laboratorio programables que pueden construir proteínas personalizadas, solo envíeles un archivo en un formato estándar y pago: https://en.wikipedia.org/wiki/Cell-free_protein_síntesis

o busque: "sintetizador de péptidos"

No estoy seguro del estado de la síntesis artificial de ácidos grasos y lípidos en general, pero (ya que podemos hacer las enzimas que realizan la síntesis de ácidos grasos), estoy bastante seguro de que podríamos, si hubiera una razón apremiante para desarrollar/ampliar esos procesos.

La razón principal de la agricultura es que las plantas
(1) crecen solas y cosechan la energía del sol.
(2) se puede animar a hacerlo en/cerca de lugares donde queremos vivir,
(3) producir los nutrientes que necesitamos, en formas a las que estamos bien adaptados y disfrutamos.

A menos que haya sorpresas, como alguna vitamina o un nutriente traza que sea imposible de sintetizar, sospecho firmemente que podríamos hacer 'alimentos' utilizando estrictamente la química, sin la bioquímica viva involucrada, sin necesidad de células.

Utilice la gente, para la gente*

Referencia IMDB obligatoria .

Reciclas a tu gente (cuando mueren) en comida: hay muchos nutrientes para tomar. No necesitas tierra, no necesitas agricultura, no necesitas proveer y cuidar animales, no necesitas hidroponía...

Si empiezas a quedarte sin gente para usar como alimento, encuentra una manera de matar a más de ellos...

*Puede requerir algún procesamiento

He visto un anime hace años hablando de un tema bastante similar, este caso, en el caso de las misiones de exploración espacial largas.

Lo primero que hicieron fue modificar el genoma humano, sí, el viejo homo sapiens no satisface las necesidades, necesitábamos algo más económico. Miraron lo que les sobraría en el espacio. Luz y radiaciones. Entonces se decidió que los humanos ahora harán la fotosíntesis.

Los humanos se volvieron capaces de hacer un nivel razonable de fotosíntesis, todavía necesitaban una comida aquí y allá, pero era en la escala de una cada semana.

Entonces boom, ya ha dividido sus necesidades de suministros de alimentos por alrededor de 14.

Ahora, para sus necesidades de alimentos restantes, debe buscar insectos. Sí, estos chicos malos son muy saludables y proporcionan muchas proteínas, también son mucho más eficientes en términos de necesidades. Tritúrelos hasta convertirlos en polvo y agregue sus vitaminas de bioingeniería y estará listo para comenzar.

Sí; Para vivir necesitamos:

• Proteínas (en realidad, es suficiente con los aminoácidos crudos)
• Grasa, especialmente ácidos grasos omega-3 y omega-6
• carbohidratos
• Vitaminas y minerales
• Sustancias traza

Todo lo cual puede sintetizarse en un laboratorio y luego mezclarse en buenas proporciones siempre que tengamos precursores decentes. Sin embargo, se necesita mucho tiempo y esfuerzo para hacerlo manualmente, mientras que la naturaleza es mucho más eficiente.

Los insectos no son realmente una buena opción, en parte porque es posible que no produzcan lo suficiente en relación con el volumen que ocuparán, pero principalmente porque necesitan alimentos complejos . Para alimentar a los insectos, debes cultivar y recolectar alimentos para ellos. Es decir, aún necesita tener agricultura y, por lo tanto, no cumplirá con la cuestión de detener la agricultura.

Entonces, una forma más eficiente sería cultivar proteínas a partir de células madre, tener granjas de algas o bioingeniería de levaduras/bacterias para producir las cosas para nosotros (actualmente no hay tecnología que funcione). Un beneficio con esto sería que no necesitamos complicarnos con la síntesis, la construcción enzimática de las células no producirá subproductos, por lo que no hay necesidad de purificación y todo lo que necesitamos es mantenerlos en una tina y alimentarlos con caldo. solución de recursos licuados (y algo de UV para las algas). Sin embargo, ahora comenzamos a volver a la agricultura límite. Aunque no hacemos agricultura, se puede argumentar que todavía estás cultivando si cultivas otras formas de vida para alimentarte...

Bueno, obviamente tienes canibalismo. Sin embargo, para proporcionar suficiente 'combustible humano' literal, necesitaría granjas de personas, y dejando de lado la ética que viola la agricultura.

Mi siguiente pensamiento no fue adaptar los métodos existentes a la humanidad, sino adaptar la humanidad a los métodos existentes. Agregar cloroplastos a las células de nuestra piel podría, con un pequeño ajuste genético adicional, permitirnos realizar la fotosíntesis. Esto permitiría que su población genere energía durante las horas del día, reduciendo la necesidad de alimentos. Sin embargo, la fotosíntesis requiere dióxido de carbono para funcionar, y aunque el conocimiento sobre genética es limitado, espero que sea un desafío enorme lograr que el cuerpo humano transfiera CO2 a la piel. Podrías intentar que extraiga CO2 del aire, pero eso también presentaría lo que espero que sean enormes dificultades.

Pero siguiendo con la idea de adaptar a los humanos, es posible que pueda usar, a falta de una palabra mejor, energía 'artificial' para impulsar a la humanidad. Por artificial, me refiero a la energía que extraemos de los combustibles en las centrales eléctricas. Si bien esto probablemente sería ineficiente y su sociedad no estaría muy interesada en ello, tener una forma de conectar humanos a las estaciones y apedrear la energía dentro de ellos, posiblemente en baterías, reduciría la necesidad de agricultura.

Sin embargo, ¿por qué quieres dejar de usar la agricultura en primer lugar? Las plantas son excelentes fuentes de energía y nutrientes, solo estamos teniendo algunas dificultades para crecer lo suficiente como para mantener la población hinchada de la Tierra. Pero las granjas automatizadas, las que no necesitan humanos para cultivar los alimentos, evitarían que su población tenga que hacer el trabajo sucio. ¡Todo lo que tendría que hacer es reducir la población en unos pocos miles de millones, y estaría resuelto! (Y oye, ¿tal vez el canibalismo no sería lo peor en esta situación? 3 mil millones de cadáveres, ¿qué más vas a hacer con ellos? ¿Biocombustible?)