Súper soldado famoso: ¿qué tan fuerte podría ser diseñado para ser un humanoide "realista"? [duplicar]

Fondo:

Recientemente he estado trabajando en una historia que presenta a una estrella del pop que en realidad es un súper soldado alienígena criado por padres humanos. Es decir, fue diseñada genéticamente para ser una máquina de matar biológica, pero resultó ser una sensación pop gracias a su buena apariencia, mayor capacidad de aprendizaje y mayor creatividad (entre otras cosas).

Me la imagino físicamente proporcionada como Taylor Swift, o Rihanna o [inserte otro ícono de celebridad femenina]. Así que ella no es particularmente musculosa, al menos no visiblemente.

Pregunta:

¿Podría la ingeniería genética aumentar drásticamente la fuerza de una persona sin afectar visualmente su apariencia externa?

Específicamente, ¿es factible aumentar la fuerza en un factor de 10, dada la edición de genes, sin un aumento visual en el tamaño? (Está bien si requiere mayor densidad y, por lo tanto, peso, o varios cambios estructurales ocultos)

Además, si no es un factor de 10, ¿qué valor numérico más bajo tendría sentido? (x2, x4, x5, x8?) ¿Podría ser mayor? Soy consciente de que la fuerza del nivel de Superman es probablemente imposible dada la física, pero ¿cuál es el límite del músculo orgánico dado el tamaño de la sección transversal del brazo humano promedio?

Me gustaría ceñirme a la ciencia pura, pero dado que la ingeniería genética está en su infancia, entiendo que algunas cosas son especulativas.

Información adicional:

Los siguientes son pensamientos e ideas adicionales que vienen a la mente en relación con el tema. Son posibles preguntas futuras, pero no la pregunta principal de este post.

He leído en varios lugares que los chimpancés, a pesar de ser más pequeños que los humanos, son libra por libra más fuertes que nosotros. A veces, esto se atribuye a la ausencia de restricciones, ya que un chimpancé puede volar hacia una furia primaria mucho más fácilmente que un humano moderno. Pero otras veces se habla de esto como una diferencia fisiológica en la estructura de los músculos entre las dos especies. ¿Podría el diseño muscular producir el supersoldado estrella del pop que estoy imaginando?

Otra nota es que al investigar los músculos artificiales, me encontré con experimentos en los que se usaba seda de araña para producir músculos que funcionaban mucho mejor que las fibras presentes en los músculos humanos. Ahora no recrearon un brazo completo ni nada, pero hicieron pruebas levantando pesas pequeñas y comparando los valores que se sabe que las fibras de los músculos humanos pueden manejar. ¿Se podría diseñar un súper soldado, a través de la ingeniería genética de ciencia dura, para poseer músculos hechos de otros materiales orgánicos y terminar visualmente no diferente a un humano normal, pero físicamente mucho más fuerte? Sé que esto obviamente puede suceder en la ficción, pero estoy preguntando si esto es algo que la ciencia realmente podría lograr en teoría.

Cuando se trata de ingeniería genética, tiendo a pensar en cosas que ya están en la naturaleza, y la idea de que si pueden existir en otros animales, entonces está dentro del ámbito de la física agregarlos a los humanos. Entiendo que puede haber una compensación, pero estoy más preguntando si es posible en lugar de cuáles son las consecuencias con las que el individuo tendría que vivir, siempre que no esté terriblemente dañado o algo así.

El personaje es un "alienígena", pero sobre todo en el sentido extranjero, biológicamente, el personaje es muy humano, aparte de las alteraciones genéticas del genoma para lograr los resultados deseados. Imagine que el ser humano es la plantilla, luego se realizan ediciones para crear el alienígena.

Me pregunto si la etiqueta de diseño de criatura también se aplica aquí.
Oh, eso parece una muy buena etiqueta para agregar. Soy nuevo aquí, por lo que aún no conozco todas las etiquetas.
¡Bienvenido a WorldBuilding Eso Di ! Muy buena primera pregunta, pero tenga en cuenta que debe ceñirse a una pregunta por publicación. Siempre puede hacer preguntas adicionales más tarde y simplemente vincular a preguntas anteriores. Por ejemplo, las cosas hasta "Información adicional" son obviamente una pregunta con algunas cosas a considerar, pero la parte sobre la creación de músculos a partir de un material diferente parece una pregunta diferente tal como se conoce. ¿Podría editar su publicación para resaltar cuál es la pregunta y cuáles son solo "cosas a considerar"? Si tiene un momento, realice el recorrido y visite el centro de ayuda . ¡Diviértase!
De hecho, los chimpancés son mucho más fuertes que los humanos con el mismo peso. Esto se debe a que los humanos están adaptados para poder correr durante mucho tiempo sin quedarse sin aliento. Es decir, los chimpancés sacrifican la resistencia por la fuerza a corto plazo, los humanos sacrifican la fuerza a corto plazo por la resistencia. No hay almuerzo gratis. Un ser humano con la fuerza muscular de un chimpancé necesitaría huesos mucho más fuertes (para que no se rompan con sus propios músculos) y tendría una resistencia al esfuerzo limitada (porque los pulmones no podrán suministrar suficiente oxígeno para mantener los músculos). en modo aeróbico). Tu selección.
@Secespitus ¿Cómo se resaltan las cosas, o más bien, cómo debo hacer ediciones para que la pregunta parezca más unificada?
@kingledion ¿Dónde debo hacer tal especificación? Creo que la principal diferencia es que estoy preguntando sobre la mejora de la Fuerza sin tamaño o volumen visibles, mientras que las otras preguntas de súper soldados y sobrehumanos no discuten mantener al sujeto del mismo tamaño que los humanos normales.
@kingledion Esta pregunta se centra en humanos que parecen celebridades femeninas, no en soldados corpulentos como "Capitán América", como menciona el primer enlace. El segundo quiere un monstruo que pueda ignorar el impacto de una bala, mientras que este se enfoca en ser más fuerte, pero no visiblemente diferente. El tercero quiere a James Bond después de años de entrenamiento militar, pero sin ninguna modificación genética. No sé por qué el segundo está marcado como un duplicado del tercero y no veo cómo cualquiera de esas preguntas responde a esta. Todas son interesantes y están relacionadas, pero no un duplicado.
@EsoDi Solo mencione explícitamente que lo que se encuentra en "Información adicional" es solo su investigación y no alguna otra pregunta que deba responderse. Tal vez algo como "Las siguientes son cosas que he investigado mientras pensaba en la solución a este problema". y luego eliminando la negrita de las preguntas que siguen.
@AlexP El hecho de que los pulmones humanos no modificados no puedan oxigenar los músculos modificados similares a los de un chimpancé tiene mucho sentido como factor limitante. Sin embargo, me pregunto si hay un trabajo alrededor. Tal vez una mayor capacidad pulmonar, pero eso generalmente requiere un aumento de tamaño.
¿Entrena en secreto? Solo sería tan fuerte como su nivel de actividad, así que, a menos que esté haciendo mucho trabajo en la banca, ¿por qué mantendría ese nivel de fuerza? Incluso si se ve débil (en comparación con un humano), aún debe entrenar para lograr esa capacidad. Uno se imaginaría que si entrena (y come) muy duro, podría levantar 2 toneladas pero luego se parecería más a Rhonda Rousey.
@JasonK Ella realmente entrena y hace ejercicio, pero hay otros factores que le impiden pasar de Taylor Swift a Rhonda Rousey Physique. Puedo hacer una pregunta sobre la validez científica de un sistema regulador de miostatina aumentada. Escuché que Myostain inhibe el crecimiento muscular, por lo que si el cuerpo de uno fue diseñado genéticamente para mantener una cierta forma, tenía sentido para mí que la miostatina podría evitar que uno acumulara un crecimiento muscular en exceso de esa forma preestablecida.
Este terreno fue cubierto en Only Superhuman . La escritura era un poco popcorny, pero se prestó mucha atención a la ciencia, incluidas las modificaciones genéticas y sus inconvenientes.
Si ella no tiene "apariencia" musculosa, entonces supongo que lo que quieres es densidad muscular. ¿Qué tan denso, qué tan fuerte se le puede dar a un músculo un cierto tamaño? ¿O tal vez algún tipo de adrenalina?

Respuestas (2)

Podríamos revertir nuestros genes musculares a los genes musculares de nuestros parientes primates, y así ser tan fuertes como ellos.

Los humanos son más débiles que nuestros primos primates como los chimpancés y los orangutanes.

https://news.nationalgeographic.com/news/2014/05/140527-brain-muscle-metabolism-genes-apes-science/

Nuestros primeros ancestros probablemente poseían una fuerza similar a la de los simios, al menos para los músculos esqueléticos analizados en el nuevo estudio. Hoy en día, nuestro músculo está muy reducido, mientras que otros tejidos del cuerpo, como los riñones, se han mantenido relativamente sin cambios durante millones de años. Durante el mismo período de tiempo, el cerebro evolucionó cuatro veces más rápido que el resto del cuerpo. ... Señala que "el músculo humano ha cambiado más en los últimos seis millones de años que el músculo del ratón desde que nos separamos de los ratones a principios del Cretácico". Eso fue hace unos 130 millones de años.

Para confirmar sus hallazgos, que se basaron en el análisis de 10 000 moléculas metabólicas, los investigadores enfrentaron a personas, chimpancés y macacos (otro tipo de mono) en una competencia de fuerza.

Todos los participantes tenían que levantar pesas tirando de un mango.

"Sorprendentemente, los chimpancés y macacos no entrenados superaron a los jugadores de baloncesto de nivel universitario y a los escaladores de montañas profesionales", dice Roberts. De hecho, las personas eran solo la mitad de fuertes que las otras especies.

La debilidad tiene que ver con todos nuestros músculos, aunque en el comercio los humanos tienen una resistencia considerablemente mayor que nuestros primos primates. Estoy bastante seguro de que Taylor Swift podría sobrevivir a cualquier primate no humano en un maratón. No pude encontrar que se hayan identificado las mutaciones específicas detrás de la debilidad humana, aunque se ha identificado la razón específica para los músculos de la mandíbula humana: tenemos una mutación en un gen que debilita los músculos de la mandíbula.

http://www.sciencemag.org/news/2004/03/weak-jaw-big-brain

Hansell Stedman, cirujano gastrointestinal de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia y sus colegas se encontraron con lo que parece ser uno de esos genes por accidente en sus estudios sobre la genética del movimiento muscular. El nuevo gen, MYH16, codifica una miosina. Cuando los investigadores lo compararon con el mismo gen en gorilas, chimpancés y otros primates no humanos, encontraron que el humano tenía un defecto que resultó en una proteína MYH16 más corta de lo normal y músculos relativamente débiles, informaron en la edición 25. de la naturaleza.

Stedman y sus colegas fecharon los orígenes de la mutación comparando la diferencia entre el gen humano y el de otros primates. Este análisis molecular indica que la mutación apareció hace 2,4 millones de años, casi al mismo tiempo que despegó la evolución humana. Stedman propone que debido a este cambio genético, los enormes músculos de la mandíbula de los primates se contrajeron, haciendo posible una triple expansión del cerebro.

Las razones exactas por las que estas mutaciones que causan debilidad se mantuvieron en los primeros humanos son materia de especulación. Pero: ¿podríamos corregir estas mutaciones y convertir nuestros diversos genes musculares de nuevo en las formas heredadas que todavía están presentes en los chimpancés y los orangutanes? Los chimpancés tampoco son voluminosos y musculosos. Sus músculos son simplemente mejores.

No se trata sólo del músculo. Un músculo demasiado fuerte y se soltaría del amarre óseo, pero eso no les sucede a los chimpancés, aunque me preocupa que nuestros tendones y ligamentos también sean más débiles y, por lo tanto, más propensos a desgarrarse que los de los chimpancés. O tal vez los chimpancés nunca hicieron ese tipo de esfuerzo.

Una mutación realista que conduce a (volver a) una mayor fuerza podría permitir que un ser humano con la constitución delgada de Taylor Swift tenga la fuerza de un chimpancé, aproximadamente el doble o el triple de la fuerza que tendría de otra manera. Chimp Taylor sería sorprendentemente fuerte, pero no creo que sea más fuerte que los humanos más fuertes que en realidad son voluminosos y musculosos. Si Taylor normal puede hacer press de banca con 100 lb, Chimp Taylor podría hacer press de banca con 300 lb.

En general, una gran publicación, pero no estoy de acuerdo con "sus músculos son simplemente mejores". Más fuerte, sí. Pero carecen gravemente de resistencia y control motor fino en comparación con los humanos. Es como comparar a un levantador de pesas con un corredor de maratón. No mejor, simplemente construido para un propósito diferente.
Gracias Will por responder. También leí que este intercambio entre la musculatura humana y la del chimpancé reduce el control motor fino y haría que la persona fuera menos elegante. Si bien la naturaleza es buena para optar por la supervivencia, no puedo imaginar que la forma en que son las cosas sea el diseño máximo permitido por la física. Me pregunto si todavía se puede exprimir un poco más de potencia sin sacrificar el control de la motricidad fina.
@Eso Di: ¿crees que los chimpancés tienen peor control motor fino que los humanos? No estoy seguro de que sea así.
@Will En general, es un tema de conversación prohumano cada vez que leo sobre las diferencias entre humanos y chimpancés u otros simios. Aquí hay un pequeño resumen de un artículo que habla sobre los chimpancés que tienen un control motor fino inferior. La fuerza de los grandes simios y la velocidad de los humanos .
Tenga en cuenta también que los puntos de unión muscular para otras criaturas son diferentes. Los simios de tamaño similar pueden levantar más que los humanos con bastante facilidad, pero incluso un niño humano puede lanzar una piedra más rápido y con mayor precisión que un simio porque las uniones de los músculos de nuestros brazos están diseñadas para la velocidad sobre el apalancamiento.

Depende de cuán loca pueda volverse su ingeniería genética y qué compensaciones esté dispuesto a aceptar. Si su ingeniería genética es extremadamente buena (o si los extraterrestres comenzaron desde un punto diferente), entonces la química utilizada para construir músculos terrestres definitivamente no es la mejor opción. Hay otras formas de construir fibras de contracción que no surgieron de forma natural en nuestro planeta, pero pueden haberlo hecho en un mundo diferente o pueden haber sido diseñadas por un ingeniero genético lo suficientemente avanzado. Lo mismo se aplica a la estructura ósea. La vida en la tierra generalmente usa compuestos de calcio para las conchas y los huesos, pero no hay razón para que eso sea universalmente cierto. Una especie diferente de otro mundo podría usar algo más. Los huesos de hierro no son

Y luego está la construcción real. Los brazos y las piernas son básicamente conjuntos de palancas. En un ser humano, los puntos de unión de los músculos de nuestros brazos y piernas están relativamente cerca de la articulación en comparación con muchos otros animales. Esto nos cuesta fuerza máxima, pero nos permite mover nuestras extremidades más rápido por la cantidad de músculo que tenemos, por lo que somos muy buenos lanzando cosas. Incluso con músculos humanos completamente normales, mover los puntos de unión tan solo una pulgada haría que su criatura fuera considerablemente más fuerte que un humano típico de tamaño similar, y solo un examen detallado revelaría la diferencia. Sin embargo, no podría lanzar en un juego de béisbol de las grandes ligas con éxito.

Gracias por responder Perkins. Me gusta la idea de diferentes materiales de construcción, dada la naturaleza muy avanzada de la ingeniería genética presente en el escenario, pero no estoy seguro de que el metal o la fibra de carbono sean viables dada la naturaleza orgánica de estos súper soldados. Todavía crecen en úteros (tanto úteros naturales como artificiales) desde la infancia, aún pasan por la infancia hasta llegar a la edad adulta, por lo que no estoy seguro de si pueden desviarse demasiado de la biología humana. Sin embargo, están basados ​​​​en humanos, por lo que me gustaría aumentar la biología humana en lugar de comenzar completamente desde cero.
Además, aunque me gusta la idea de fuerza al mover los puntos de palanca del brazo humano, no quiero sacrificar la capacidad de lanzamiento del superhumano. No parecerían muy súper soldados si no pudieran lanzar una pelota mejor que los atletas humanos. Sin embargo, me gusta la idea y puedo usar ese factoide en el desarrollo de otras especies humanoides.
El calcio es un metal. Hay organismos en nuestro planeta que manipulan el hierro a nivel químico. Haga que las células que depositan calcio en nuestros huesos depositen hierro en su lugar y obtendrá huesos de hierro. (De lo contrario, con el metabolismo humano, necesitará una reserva adicional de calcio, ya que también lo usamos para otros fines). La fibra de carbono definitivamente requeriría un buen ingeniero, pero también podría ser extruida por las células. La parte complicada sería la coordinación para tejer y unir esos hilos, pero cuando los estás cultivando artificialmente, podrías proporcionar señales externas para coordinar el sistema.
Y todo eso suponiendo que quieras que se ensamblen solos por alguna razón. No hay ninguna razón con las capacidades de fabricación y gentech lo suficientemente avanzadas como para que no pueda ser una especie de amalgama de orgánicos y tecnología. Quizás los huesos se reemplazan quirúrgicamente al mismo tiempo que se instala la caja torácica blindada. La autorreproducción no es necesariamente un objetivo de diseño, especialmente cuando los encargados del programa probablemente no quieran que se vuelvan salvajes y luego regresen a conquistar su planeta. Entonces orgánicos para el cerebro y la fuente de energía y reemplace los otros bits según sea necesario.
Lo que también plantea la pregunta de por qué el soldado es mujer, ya que el hombre o (preferiblemente) asexuado libera más espacio y sobrecarga metabólica para cosas como órganos redundantes y sistemas de armas biológicas. A menos que el plan original fuera que se reprodujeran en el campo para reemplazar las pérdidas, en cuyo caso este personaje es probablemente un tipo "madre" dedicado que puede producir cualquiera de los otros tipos a voluntad con los recursos suficientes.
Estos súper soldados específicos son 100% orgánicos y no tecnológicos. Sus Creadores son seres Cibernéticos/Orgánicos y los creadores del Creador son casi completamente sintéticos/basados ​​en tecnología. Se desarrollan en el útero, por lo que necesitan poder autoensamblarse. Aunque me gusta la idea de más modificaciones con tecnología y cibernética para ciertas facciones. La estrella del pop en cuestión es totalmente orgánica, por lo que todos sus rasgos deben tenerse en cuenta en su codificación genética.
El soldado es mujer porque se creó más con fines recreativos/divertidos, pero aún usa la plantilla básica de supersoldado que desarrollaron sus creadores. Ella es (y luego lo hace) se reproduce, pero no es hembra como medio para producir soldados. El personaje de Pop Star es un supersoldado en virtud de la plantilla utilizada para diseñarla, pero no forma parte del ejército real. En general, los supersoldados son hombres, pero también se han diseñado compañeras femeninas.
En ese caso, su mayor desafío será aumentar su dureza sin arruinar el ambiente de estrella del pop. Los ajustes de densidad ósea y composición no se notarían. Podría aumentar la densidad de la fibra muscular, o tal vez cambiarla por un tipo de músculo diseñado a medida que sea más fuerte. Hacerla a prueba de pinchazos sin que también parezca un rinoceronte será la parte difícil. Una piel que sea elástica, a prueba de pinchazos y delgada no va a ser fácil. Tal vez solo darle órganos redundantes. Ah, y comerá como un luchador de peso pesado a menos que le proporciones alguna otra fuente de energía.
Súper soldado famoso: ¿qué tan fuerte podría ser diseñado para ser un humanoide "realista"? [duplicar]
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