¿Habría algo que impida un mundo donde los humanos obtengan energía mediante la fotosíntesis?

Necesitarías hacer que valga la pena. La fotosíntesis no es tan poderosa. Es aproximadamente 3-6% eficiente . La piel humana tiene aproximadamente 2 metros cuadrados de área. Si pretendemos que todo cubre el suelo como un panel solar, podríamos pretender que podríamos consumir la energía de 2 metros cuadrados de área (obviamente, esto es una sobreestimación masiva). Cada metro cuadrado de la Tierra cerca del ecuador recibe 1,4kW de luz solar. Combinando esos números, la fotosíntesis podría producir 84-168W. Suponiendo aproximadamente 6 horas de luz solar máxima (esta es la estimación que usan cuando especifican los paneles solares para el consumo de una casa), eso es del orden de 2000kJ.

Los seres humanos consumen 2000 calorías al día, que es 8368kJ. Eso significa que nuestra fotosíntesis podría producir el 25% de nuestra ingesta de energía. Y eso fue con sobreestimaciones terriblemente agresivas sobre cuánta producción podríamos hacer. Nunca tendrás los 2 metros cuadrados perfectamente iluminados por el sol.

Entonces, ¿cómo podríamos hacer que esto funcione? Bueno, podríamos darles una estrella más brillante. Digamos que hay aproximadamente 2 veces más constante solar : 3.0kW/m^2. Y en lugar de usar la fotosíntesis, con su eficiencia del 3-6 %, usemos las últimas y mejores celdas fotovoltaicas residenciales al 22 %. 8368kJ/día es aproximadamente 1400kJ/hora pico, o 388W. Con celdas con un 22 % de eficiencia y un flujo solar de 3,0 kW/m^2, eso requeriría aproximadamente medio metro cuadrado de superficie. Eso está empezando a ser manejable.

Hay (al menos) cuatro especies que conocemos que en realidad fotosintetizan para obtener energía.

Las babosas marinas toman prestados genes de las algas que comen a través de la transferencia genética horizontal y los incorporan a sus propias células. Estas células son tan eficientes que la babosa de mar puede vivir hasta 9 meses sin comer.

La salamandra manchada tiene una relación simbiótica con las células de las algas. Los cloroplastos se encontraron cerca de las mitocondrias dentro de las células de la salamandra, lo que significa que las mitocondrias probablemente consumían directamente el oxígeno y los carbohidratos que se crean a través de la fotosíntesis.

El Avispón Oriental funciona un poco diferente. En lugar de cloroplastos, su banda amarilla contiene xantoperina, que absorbe la luz solar y acumula una carga eléctrica que podría conducirse a través de la cutícula de su exoesqueleto, así como a través de la seda que rodea las pupas de los avispones y las paredes del panal de la colonia. Este voltaje se libera como corriente cuando el avispón está en la oscuridad y parece ser importante para el desarrollo de las pupas del avispón.

El pulgón del guisante utiliza carotenoides en lugar de cloroplastos. Los pulgones más oscuros tenían más carotenoides y niveles más altos de trifosfato de adenosina (ATP o energía) que los pulgones más claros. Si bien se necesita más investigación para estar seguros de que los áfidos realmente tienen habilidades fotosintéticas, está claro que los carotenoides pueden absorber la luz y transmitir esa energía a los áfidos.

Ahora, para la pregunta principal, ¿podría otorgarse esta habilidad a un humano? Dado que se sabe que la salamandra manchada es capaz de mantener una relación simbiótica con las algas y obtener energía de ellas, no está descartado que se pueda usar CRISPR o algo similar para asegurarse de que el cuerpo no ataque. las células de las algas, o incluso integrar el ADN específico directamente como la babosa de mar. Sería útil principalmente en las células de la piel, ya que es la parte del cuerpo que recibe la luz.

Si se usan carotenoides en lugar de cloroplastos, podría terminar con una piel blanca y naranja junto con verde, aunque los colores más oscuros dan más energía.

No podrías vivir únicamente de él, pero podría ayudar a complementar la energía recibida de los alimentos.

No hay nada que lo impida expresamente en biología, salvo la eficiencia. Mientras que la fotosíntesis verde tiene un 5% de eficiencia, la negra tiene un 12%. Por su parte, la Fotovoltaica produce más cerca del 23%.

La piel con clorofila será significativamente más rígida de lo normal, pero lo mismo ocurre con las escamas, por lo que si desea usar personas de plantas, deben mapear la rigidez en función de la flexibilidad necesaria (no el interior del codo, etc.)

La fotovoltaica no surge de forma natural, sin embargo, es biocompatible, y no necesita ser añadida ex-macana. Surge la necesidad de un ingeniero para eso.

ESTO SERÁ SUPLEMENTARIO y no será su dieta principal. Aquellos que use este método pueden ser nocturnos y bloquearse en posición para dormir (esto es muy frecuente en el reino animal)

Esto también podría ser un mecanismo para suministrar directamente O2 y azúcar de celulosa al torrente sanguíneo, lo que permitiría una solución a una serie de problemas relacionados con el oxígeno y el azúcar en la sangre; Estos son todo, desde la diabetes tipo 1 hasta el mal de altura y el envenenamiento por CO2 (una barrera MAYOR para los viajes espaciales, más que el suministro de calor y oxígeno)

EDITAR

Al 100% , la piel fotovoltaica podría producir 0,6 vatios por pulgada. a ese ritmo, las frutas y los pequeños organismos podrían complementar el cuerpo por completo. (principalmente por las vitaminas y los minerales, no por la energía) Los seres humanos no necesitan ni generan mucha energía. Si una persona consume 2000 calorías en un día; Y cada caloría de los alimentos se define como 4200 julios de energía. Utilizado a lo largo de un día (86.400 segundos), esta persona utiliza una media de 97,2 julios por segundo, lo que significa que tiene una potencia media de 97,2 vatios.

Por lo tanto, necesita menos de un pie cuadrado de piel para usar este método.

Suponiendo que las plantas mantengan sus niveles relativos de eficiencia en la fotosíntesis, un ser humano, como se señaló, simplemente no tiene el área de superficie para soportar suficiente fotosíntesis para realmente importar. Necesitar @ un acre de superficie para mantener a un solo ser humano es algo poco práctico, a menos que cambiemos de lugar:

Espacio

Un simbionte humano/planta con un acre de superficie podría existir en caída libre. La parte de la planta absorbería la luz solar y los productos de desecho de la parte humana, y la parte humana recibiría azúcares, almidones y O2 a cambio, creando esencialmente un pequeño ecosistema cerrado.

Hiperplanta/organismo humano en órbita

La planta tendría que ser modificada drásticamente, necesitando algún tipo de recubrimiento ceroso para sellar el agua y los gases del vacío, y probablemente superficies claras y oscuras para actuar como velas solares, así como algún tipo de musculatura para orientar las "hojas". ". la parte humana tendría las raíces de la planta incrustadas en la mayor parte del cuerpo, con algunas de las raíces absorbiendo los productos de desecho mientras que otras entregan los productos de "desecho" de la planta.

Como todo lo demás, habría adaptaciones evolutivas (plantas mucho más grandes y elaboradas en el espacio profundo donde la luz solar es más limitada, por ejemplo), y el organismo tendría que aterrizar en NEO o asteroides de vez en cuando para "recargar". " agua y elementos que se han perdido por ineficiencias del sistema.

Por lo tanto, es posible usar la fotosíntesis con un ser humano, siempre que cambie los parámetros para que se ajuste al entorno.

Directamente sí, no hacemos fotosíntesis, por lo que no serían humanos si lo hicieran.

Indirectamente, no, ya obtenemos energía de ella, estamos en la parte superior de una cadena alimenticia donde la parte inferior realiza la fotosíntesis.

Hemos estado obteniendo energía de la fotosíntesis durante milenios. Lo llamamos cultivo .

Casi todas las formas de energía, desde los combustibles fósiles hasta la hidroeléctrica, tienen su origen en el Sol. Los únicos métodos que no dependen del sol son la geotermia y la fisión.