Может ли генетически модифицированный человек дышать чем-то другим, кроме кислородно-азотной атмосферы Земли?

Чтобы уточнить ответ Боултернера, кислород уникально подходит для обеспечения энергией крупных форм жизни. Это один из самых эффективных окислителей в периодической таблице (отсюда и термин), и он может принимать две связи, в отличие от фтора и его друзей. Переваривание пищи — это процесс ее контролируемого сжигания с высвобождением химической энергии, и для этого вам обычно нужен какой-то окислитель. Хотя существует более одного способа осуществить это окисление, кислород настолько полезен, что инопланетные виды, скорее всего, разовьют способность перерабатывать его, если он вообще присутствует в их среде, даже если они не являются формами жизни, основанными на углероде. . И слишком многие из наших химических процессов зависят от него. Вам придется искусственно воссоздать человека из атомов, чтобы они не использовали кислород. Только генетика может

Тем не менее, пока в атмосфере присутствует свободный кислород, адаптация к другим токсинам в атмосфере, безусловно, возможна. В качестве альтернативы, в действительно бескислородной атмосфере, если инопланетяне не слишком заботятся об обезображивании или риске взрыва, вы могли бы вырастить кислородный баллон для вашего бедного объекта из мышц и костей, с чем-то вроде пуповины. слились с их носом.

Начнем с того, что человеческое тело предназначено для работы на кислороде, и это потребует огромных изменений, которые, вероятно, сделают нас чем-то совершенно другим, если нам нужно будет работать на другом газе.

Однако, если вы имеете в виду, что атмосфера ядовита, но в ней все еще есть кислород, тогда это возможно. Скажем, уровень CO2 чрезвычайно высок, мы могли бы быть переработаны, чтобы фильтровать его, или не поглощать его через легкие, или, может быть, даже иметь преобразователь для преобразования CO2 обратно в O2. Подобные вещи можно было бы сделать, если бы другие газы, такие как хлор, находились в атмосфере в опасных количествах, но также можно было бы использовать специальный дыхательный аппарат, хотя и не столь полезный, поскольку вам все равно нужно удалять его, чтобы есть и т. д.

На самом деле, даже не генетически модифицированный человек уже может дышать целым рядом газов, помимо простой смеси кислорода и азота. Существует множество дыхательных газов , которые используются в самых разных областях, таких как морское плавание, альпинизм, гипербарические камеры и космические корабли. Основные требования: правильное количество кислорода (в определенных пределах) и отсутствие токсичности. Обычно дыхательные газы содержат кислород и некоторую форму инертного газа или газов, таких как азот, водород, гелий, неон или аргон. Можно использовать даже чистый кислород. Однако не все эти газы полезны для глубоководных погружений, потому что некоторые из них (например, чистый кислород, аргон или азот) становятся более токсичными при более высоком давлении.

Однако кислород необходим практически для каждой реакции, происходящей в человеческом теле, но особенно в мозге. Если кислорода не хватает, мозг будет страдать от гипоксии . Сначала это вызовет чувство эйфории и неспособность выполнять сложные задачи, за которыми вскоре последует обморок, необратимое повреждение мозга и, в конечном итоге, смерть. По сравнению с мозгом остальная часть тела относительно терпима к более низким уровням кислорода, по крайней мере, некоторое время. Но это все еще критический фактор для жизни.

С другой стороны, если организм не может устранить достаточное количество СО2 (возможно, потому, что атмосфера уже содержит его в высокой концентрации или слишком плотная, чтобы полностью выдохнуть), то СО2 образует в крови углекислоту. Это вызывает ацидоз , при котором кровь становится слишком кислой, что может привести к головным болям, сонливости, повреждению клеток, коме и, возможно, смерти.

Если вы хотите, чтобы ваш человек выжил в среде с низким содержанием кислорода, нет простого способа обойти это, за исключением дыхательного аппарата. Кто-то упомянул о возможности биологического ребризера. Я не уверен, что это действительно сработает, но это одно из полуправдоподобных решений. Или вместо этого вы можете найти способ замедлить метаболизм всего его тела и поместить его в состояние гибернации или криостаза, но он не будет в сознании. Возможно, вы могли бы заменить его мозг миниатюрным компьютером, но тогда вместо кислорода вам нужна энергия. И если вы можете загрузить его разум в компьютер, зачем сохранять остальное тело?

Приложение : Чтобы показать, насколько снисходительной может быть человеческая дыхательная система, если она получает достаточно O2 и избавляется от CO2, было проведено несколько частично успешных экспериментов, демонстрирующих возможность вдыхания насыщенной кислородом жидкости . Этот режим дыхания был постулирован в научной фантастике для глубоководных дайверов или астронавтов в высокоскоростных космических кораблях.

Здесь следует иметь в виду еще кое-что: когда вы смотрите на возможные химические пути, которые поддерживают жизнь, все довольно ограничено. Глядя на миры с температурой, близкой к земной, есть только одна жизнеспособная схема: углерод в качестве молекулярной основы, кислород в качестве окислителя. Таким образом, хотя в инопланетном мире могут быть токсины, которые нужно отфильтровать, в нем будет и кислород.

Стандартная научно-фантастическая жизнь, основанная на хлоре и фторе, просто не работает — оба этих атома гораздо менее распространены, чем кислород, из-за того, что они менее стабильны на ядерном уровне, а также создаются гораздо менее распространенными последовательностями реакций. И хлор, и фтор реагируют с кислородом — чтобы в мире имелся свободный хлор или фтор в атмосфере, весь кислород должен был прореагировать с ним, и точно так же он должен был занять место кислорода в горных породах. Большинство горных пород в основном состоят из кремния и кислорода. Таким образом, вам нужно их невероятное количество, и вы просто не найдете его. Нечего больше быть окислителем, ваши инопланетяне дышат кислородом.

В то время как ваше тело эволюционировало, чтобы использовать кислород, оно эволюционировало, чтобы использовать его в довольно узком диапазоне концентраций. Слишком мало, и вы потеряете сознание, получите повреждение мозга и умрете, слишком много, и ваша нервная система в основном «окислится», и полученное повреждение может быть фатальным. Нам нужен кислород, но нам нужно правильное количество.

У человека нормально мог бы быть космический скафандр, мы бы сделали из машинки как самостоятельную экзооболочку.

Развитый инопланетянин может сделать адаптер из живого материала и интегрировать его в наше тело, чтобы он мог передавать чувства осязания и т. д., а также самоподдерживался и ремонтировался, забирая материал и энергию из нашей крови. Но он обеспечивает ребризер, который помещается вокруг легкого, который по-прежнему обменивается кислородом и углекислым газом, и обеспечивает систему обработки пищевых продуктов, которая переносит необходимый материал в свои собственные системы и производит совместимый шлам, который попадает в кишечник человека.

Анализ заметит человеческое тело с удаленными легкими и желудком, а также добавленными и вставленными чужеродными органами; кожа удалена и заменена чем-то, что переносит внешнюю среду; глаза прикрыты или заменены; вместо этого различные отверстия запечатаны и подключены к вспомогательному оборудованию.

Взгляните на книгу Фреда Пола « Человек плюс» в качестве примера адаптации человека к жизни на Марсе.