¿Son posibles las bayas de diamante?

Una planta podría producir un diamante químicamente depositando átomos de carbono en la formación cristalina correcta. El calor y la presión son para diamantes geológicos, no son relevantes cuando se trata de átomos a la vez. No hay razón para que hagan esto, en cuanto a la evolución, pero dado que estás hablando de ingeniería genética, eso no importa. La formación de diamantes de esta manera solo estaría limitada por la cantidad de carbono que la planta puede obtener. Podrían extraer hidrógeno, oxígeno, etc. de cualquier compuesto orgánico, pero probablemente sería mucho más eficiente alimentarlo con carbono directamente como grafito o carbón.

El problema no es con "diamante" sino con "baya". De Wikipedia:

...una baya es una fruta carnosa producida a partir de una sola flor y que contiene un ovario.

Lo que definitivamente no es un diamante. Pero en términos de árboles de diamantes con grupos de joyas, es posible.

¡Muy posiblemente! La biología tiene la ventaja de poder microgestionar lo que está sucediendo química y mecánicamente. Esto a menudo permite que la vida logre los resultados que los humanos logran actualmente con enormes cámaras a temperaturas y presiones increíbles. Con los avances en ingeniería genética podremos aprovechar esto cada vez más.

Ahora podemos hacer diamantes sintéticos con bastante facilidad utilizando la deposición de vapor químico . Aunque sería bastante difícil para una planta "manejar" el carbono gaseoso debido a su temperatura extrema, la planta podría liberar átomos de carbono individuales a alta energía. Por supuesto, esto sucedería simultáneamente en toda la superficie del diamante, y el diamante crecería lentamente, probablemente durante años.

Tenga en cuenta que el diamante en sí no estaría "vivo", ciertamente no tendría ninguna capacidad reproductiva. Sin embargo, quizás las células vivas podrían estar incrustadas en él. Es posible que las enzimas y/o las células que rodean al diamante durante su formación queden atrapadas ocasionalmente dentro de él, particularmente con los "primeros prototipos" de la planta. Espero que esto se manifieste como turbidez de los diamantes. Es posible que tales diamantes se pongan de moda debido al conocimiento de que son causados ​​por materia viva atrapada en su interior, momento en el cual los ingenieros genéticos podrían manipular intencionalmente el proceso para crear patrones visibles dentro de los diamantes.

Los diamantes son considerablemente más que solo carbono. De acuerdo con esto , se cree que hay cuatro pasos para la formación de diamantes:

1. Enterrar dióxido de carbono 100 millas en la Tierra.
2. Caliente a unos 2200 grados Fahrenheit.
3. Exprima bajo presión de 725,000 libras por pulgada cuadrada.
4. Corre rápidamente hacia la superficie de la Tierra para refrescarse.

Estoy bastante seguro de que las plantas se queman unos pocos grados por debajo de los 2200 grados Fahrenheit.

Hay algunos métodos con los que hemos logrado producir diamantes sintéticos, pero ambos involucran altas temperaturas.

Definitivamente no naturalmente, por la sencilla razón de que esto es completamente impráctico desde el punto de vista evolutivo.

El diamante requiere mucha energía para formarse. Incluso si el proceso fuera átomo por átomo, la biología proporciona fácilmente marcadores de posición que se separan fácilmente para evitar que la superficie se oxide (formando enlaces débiles con el carbono del diamante, luego rompiéndolos y reemplazándolos con más átomos de carbono que hacen que el diamante crezca) uniendo cada nuevo el átomo requeriría mucha energía; energía que la planta debe obtener además de mantener sus propios procesos de crecimiento y vida. Es mejor gastar la energía en esfuerzos más útiles, como crecer más alto para superar a las plantas competidoras, o producir más semillas para aumentar las posibilidades de encontrar un suelo fértil para ellas.

Especies artificiales OTOH como esta serían posibles. Dudo que se parezca a los arbustos de bayas, ya que necesitaría un sistema de hojas masivo para adquirir toda la energía solar y el dióxido de carbono necesarios, un sistema de raíces masivo para proporcionar agua y nutrientes al sistema de hojas masivo, un "esqueleto" para soportar ambos, y los diamantes no estarían expuestos al aire, sino que crecerían dentro de algunas frutas que evitarían la oxidación y la contaminación de la superficie de crecimiento.

Entonces, reemplace sus bayas de diamantes con árboles de diamantes :)

Al contrario de algunas de las respuestas aquí, no hay ninguna razón química por la que una planta no pueda fabricar diamantes (fuente: licenciatura en química). Los enlaces alcanos individuales que componen el diamante no son nada especial, y las células vivas crean y rompen ese tipo de enlace todo el tiempo.

Las técnicas de síntesis artificial funcionan con átomos a granel, mientras que los sistemas biológicos pueden sintetizar moléculas más o menos átomo por átomo y, por esta razón, las limitaciones que hacen que el diamante sea difícil de sintetizar mediante métodos a granel son en su mayoría irrelevantes para la bioquímica.

Como una analogía muy vaga, imagina que tienes un saco de piezas de Lego y quieres unirlas todas en un bloque sólido. En términos de química a granel, esto significa agitar ("calentar") y comprimir continuamente el saco, y los ladrillos se unirían hasta cierto punto, porque el estado unido es más eficiente en el espacio ("termodinámicamente estable"), pero tomaría más tiempo que el tiempo de vida del universo para llegar a un solo bloque sólido, a menos que estuvieras sacudiendo la bolsa muy, muy rápido. Como célula viva, simplemente abrirías el saco y juntarías los ladrillos uno por uno.

La bioquímica no es magia, y hay costos termodinámicos para trabajar de esta manera organizada. En la analogía anterior, la célula viva primero necesita fabricar complicadas enzimas especializadas para agarrar y combinar ladrillos Lego, y ese trabajo de fondo requerirá una gran cantidad de energía en general. Sin embargo, la diferencia es que la energía no se gasta de una vez, por lo que no implica necesariamente altas temperaturas o presiones.

En términos de biología evolutiva, tendría que haber una buena razón para que la planta desarrolle esta característica (la evolución no desperdicia energía). Incluso entonces, podrías debatir si es factible en términos de paisajes energéticos; véase, por ejemplo, la discusión sobre la evolución y las ruedas.

Si fuera una característica diseñada genéticamente, la pregunta no es si se podría hacer, sino cuán difícil sería. Posiblemente la respuesta sea "increíblemente difícil", pero ese es el tipo de pregunta que no puedes responder hasta que alguien lo haga.

En A Deepness in the Sky , Vinge se refirió casualmente a los estratos que tienen forma de diamante . También podría pensar en las diatomeas que producen una pared celular de sílice, literalmente vidrio.

Creo que es plausible que los microorganismos puedan producir estructuras de diamante cristalino o fibra de carbono, en una variedad de formas en que la vida real produce capas inorgánicas dentro o alrededor de sí misma. Vinge usó forems en lugar de diatomeas más familiares, creo que porque la prueba (concha) es como una concha marina, extruida alrededor de la célula. Pero las diatomeas producen vidrio en las paredes de sus células, por lo que puede imaginar un mecanismo en el que se crea en una cámara completamente cerrada y luego la piel exterior es desechable, dejando la capa protectora para enfrentar el entorno hostil.

Otros han señalado que la nanotecnología o la "vida" podrían depositar cristales átomo por átomo, pero creo que la fibra de carbono es más realista: mire cómo se fabrica realmente la fibra de carbono: comience con una molécula orgánica que tiene una columna vertebral hexagonal de carbono muy común, y luego eliminando todos los átomos adicionales dejando solo los hexágonos de carbono.

Pero me gustaría señalar que estas estructuras no serán cristales de diamante de roca sólida, sino filigranas escasas y paredes delgadas, como conchas de diatomeas.

¿Cuál podría ser el uso de algo como la tierra de diatomeas que está compuesta de diamante en lugar de sílice? Obviamente abrasivos, pero ¿podría hacerse un material compuesto útil?

Si tal cosa existiera en la naturaleza, la sociedad tecnológica descubriría cómo funciona la nanotecnología dentro de la célula y aplicaría las ideas a los procesos sintéticos; o utilizar la cría selectiva para producir algas que produzcan fibras largas.

Como continuación de la respuesta de knave , para una fruta de diamante, imagino una fruta parecida a una nuez que tiene una capa externa carnosa, una capa intermedia dura y la parte viva de la semilla en el centro.

La capa exterior evitaría que el hidrógeno y el oxígeno se unan al carbono mientras se depositan más capas de carbono. Un corte en la capa exterior podría interrumpir potencialmente el proceso de formación de carbono mientras crece la fruta.

La capa de diamante, como una cáscara de nuez, necesitaría una costura; una línea débil a lo largo de la cual la cáscara se dividirá cuando la parte interior viva brote de la semilla. La costura debe ser mucho más débil que el diamante, ya que ninguna plántula tendrá la capacidad de atravesar incluso una capa delgada de diamante. La cáscara puede crecer con varias costuras o solo con una, según la planta. También necesitará un camino para que los nutrientes ingresen al interior de la cáscara, que podría ser la costura o un agujero. Dependiendo de cómo se divida la concha, puede terminar con diamantes en forma de cuenco... no es lo ideal.

La parte interna necesitaría suficiente alimento para crecer hasta que la plántula aplique suficiente fuerza para partir la cáscara a lo largo de su costura. Como tal, probablemente sería del tamaño de una nuez, o incluso del tamaño de un coco.

Un problema potencial es que, si bien el diamante es duro, no es flexible. La mayor parte de la materia vegetal es flexible porque las plantas siempre están cambiando de forma. Una fruta de diamante necesitaría crecer hasta alcanzar su tamaño completo antes de que comenzara a crecer una capa de diamante.

Una última cosa. Los diamantes son "valiosos" debido a la manipulación del mercado. Hay piedras mucho más bonitas y piedras mucho más raras por ahí. Su escasez en el mercado de joyas es escasez manufacturada. Los diamantes industriales son valiosos por su dureza, pero son comunes y ya se pueden fabricar. El costo de desarrollar una planta que cultive diamantes superaría con creces el valor obtenido al producir diamantes con plantas, tanto para joyería como para usos industriales. Es más probable que un multimillonario excéntrico financie el desarrollo que una empresa de diamantes.

Si bien no sería una baya, puedo pensar en una razón para que evolucione un diamante: una planta con agujas de diamante en su interior sería similar a ser venenosa, pero sería aún más difícil para una criatura desarrollar resistencia.

Sin embargo, dudo que haya un camino evolutivo que conduzca a esto.