Erstellen eines Organismus ohne Evolution in einer Laborumgebung

Es ist schwer, ein neues Tier von Grund auf neu zu erschaffen.

  • Wenn Sie eine bestehende Art genetisch verändern , bis sie zu einer drastisch anderen Art wird, und dann den befruchteten Embryo in ein Weibchen der ursprünglichen Art implantieren, werden die Nachkommen die Geburt nicht überleben. Das bedeutet, dass Sie auf traditionelle Weise keine drastischen genetischen Veränderungen vornehmen können – es wird die Tiere töten, bevor sie überhaupt geboren sind.

  • Die natürliche Entwicklung eines neuen, komplexen Organismus kann Milliarden von Jahren dauern, und diese Zeit habe ich nicht

Daher muss eine andere Methode angewendet werden, um den ersten Organismus physisch zu konstruieren oder die Abstammungslinie einer völlig einzigartigen, im Labor hergestellten Art zu starten .

Angenommen, Wissenschaftler haben bereits entschieden, welche Gene diese Art besitzen wird, und sie zu Recht für geeignet gehalten, in freier Wildbahn zu überleben – wenn nur die erste Mutter der Art geboren werden könnte. Es ist vielzellig und wird erst nach mindestens 20 Jahren seines Lebens gebären .

Wie erschafft man physisch das erste Individuum einer einzigartigen Art?

Meine Gedanken bisher

  • Eine Basisart könnte modifiziert werden, ein paar Gene auf einmal, jede Generation, bis das Genom der neuen Art über den Embryo implantiert werden und die Geburt überleben könnte. Ich mag diesen Ansatz nicht besonders, weil er viel Wartezeit erfordert (Hunderte von Generationen).
  • Eine Maschine könnte als künstlicher Uterus für das/die erste(n) Individuum(e) der Art fungieren. Ausgehend von einem einzelnen Embryo könnte es Nährstoffe aufnehmen und die gewünschten Bedingungen aufrechterhalten. Es erscheint mir jedoch schwierig, so viele Gewebe und Organe in einer künstlichen Umgebung genau herzustellen.
Beachten Sie, dass Wissenschaftler die erste Methode regelmäßig für einfache vielzellige Arten verwenden: Einige Tiere (z. B. Fliegen) haben eine sehr kurze Lebensdauer, so dass hundert Generationen tatsächlich kürzer sind als eine menschliche Schwangerschaft.
@Taladris Ich werde die Frage bearbeiten, um zu verdeutlichen, dass die Lebensdauer länger und die Art komplexer ist, sonst würde ich das in Betracht ziehen
Kein Mensch hat jemals eine Lebensform, ob einfach oder komplex, aus Nicht-Leben erschaffen, also haben wir nicht genügend Daten zu diesem Thema.
@vsz Nicht genug Daten? Wir verstehen die Struktur der DNA und haben in der Vergangenheit zahlreiche Genome sequenziert; Wir haben synthetische Bakterien geschaffen und wir haben genetische Veränderungen vorgenommen. Wir verstehen diese Prozesse in ausreichendem Maße.
@AlexP: Es wurde immer noch nicht komplett von Grund auf neu konstruiert, auch wenn es synthetisch zusammengesetzt wurde. Ja, wir verstehen viel über DNA, aber wir sind noch weit davon entfernt, komplette Arten von Grund auf neu zu bauen.
@vsz Wir verstehen, wie spezifische Gene – spezifische Kombinationen von Molekülen, die wir im Labor arrangieren und arrangieren lassen können – spezifische Merkmale kodieren. Während einige Versuche und Irrtümer erforderlich sein können, um den gesamten Organismus zu erstellen, ist es falsch zu sagen „weit davon entfernt“ oder „nicht genügend Daten“.
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Ich erinnere mich, gelesen zu haben, dass, obwohl die menschliche DNA vollständig kartiert worden war, sie entdeckten, dass die Epigenetik eine mindestens so große Rolle bei der Manifestation von Merkmalen spielte. Darüber hinaus sah ich auch einen Nachrichtenartikel, in dem stand, dass sie erst kürzlich entdeckt haben, dass die tatsächlichen Winkel der Moleküle in den genetischen Codes einen signifikanten Unterschied bei der Funktionsweise der Gene ausmachen. Leider konnte ich diesen Artikel nicht mehr finden. Aber mein Punkt ist, dass wir umso mehr lernen müssen, je mehr wir über all die verschiedenen Faktoren lernen, die an der Manifestation eines bestimmten Merkmals beteiligt sind.

Antworten (3)

Sie brauchen nur vier Dinge:

  1. Kompatibilität mit dem Immunsystem. Das ist trivial. Im Labor können Sie die Mutter einfach auf Immunsuppressiva halten. Fertig.

  2. Kompatible Größe und Schwangerschaftszeit. Auch dies ist einfach, da Sie wahrscheinlich von Anfang an Arten mit ähnlicher Geburtsgröße und -zeit verwenden würden.

  3. Guter Substanzanteil in der Nabelschnur. Dies kann bei Bedarf durch IV behoben werden.

  4. Einnistung des Eies. Dies ist ein kniffliger Teil. Sie müssen vorsichtig sein, wenn Sie Gene für diesen Prozess einrichten. Reiß sie am besten ganz von Mutter-0-Spezies und nenne es einen Tag.


Alternativ gehen Sie mit Eiern. Wenn Ihr Organismus nicht lebend gebären muss, braucht er keine Mutter. Dies ist eine Route, die ich bevorzugen würde.


Wahrscheinlich steckt noch mehr dahinter, aber unsere Wissenschaft befasst sich jetzt mit synthetischem Einzelzellleben, und wir müssen noch sehen, was passieren wird.

Wird es nicht den Fötus gefährden, wenn die Mutter Immunsuppressiva erhält? Irgendetwas sagt mir, dass das Probleme bereiten würde, so gerne ich das auch tun würde
@Zxyrra es würde das Immunsystem der ersten Generation schädigen. Na und? Drittens wird man von diesem Effekt keine Spur haben.

Sie brauchen kein Lebewesen

In Ihrer Frage sagten Sie, dass Sie sich auf dem technologischen Niveau befinden, auf dem Sie eine neue Art gentechnisch verändern können. Dies ist also offensichtlich ein hoher technologischer Fortschritt im Vergleich zu heute. Wenn Sie also diese Technologie haben, warum haben Sie dann keine anderen?

Zuerst benötigen Sie einen Behälter, der mit im Labor hergestellter embryonaler Flüssigkeit gefüllt ist. Halten Sie das bei der entsprechenden Temperatur. Stellen Sie dann ein Faksimile des Mutterleibs zur Verfügung und verbinden Sie es mit einer Nährstoffquelle.

Ich bin sicher, wenn Ihre Gesellschaft durch genetische Manipulation eine neue Art erschaffen kann, dann können Sie eine „Hülse“ herstellen, in der sie wachsen kann. Es gibt viel weniger Risiko, viel einfacher. Möglicherweise können Sie die meisten Dinge dieser Methode auch für das erste des anderen Geschlechts wiederverwenden.

Ich bin nicht einverstanden mit dem "Warum hast du keine anderen?" Aussage. Mit moderner Genbearbeitung können wir praktisch neue Arten entwickeln, und wir sind in der Vergangenheit der Herstellung vollsynthetischer Bakterien nahe gekommen. Doch künstliche Gebärmuttern scheinen noch Science-Fiction zu sein.
@Zxyrra Das stimmt zwar, aber wir sind noch lange nicht in der Lage, eine Kreatur genetisch in eine neue, eigenständige Art umzuwandeln. Es ist, als würde man einen Pudel in einen Chihuahua verwandeln, anstatt einen Alligator in ein Schnabeltier zu verwandeln. Und was wir getan haben, ist nicht einmal annähernd das, es sind nur Bakterien.
Einverstanden. Künstliche Gebärmutter sind plausibel zu erwarten, wenn "wir" eine neue komplexe Spezies entwickeln können. Sie würden wahrscheinlich entwickelt, um praktische Experimente mit der Modifizierung bestehender Arten zu unterstützen, sobald dies zu einem wirtschaftlich attraktiven Unterfangen wird, das in großem Maßstab durchgeführt wird.

Wissenschaftler können bereits Zelllinien und Mutantenstämme (einzelne Zellen, Drosophilia, Zebrafische, Würmer wie Caerabinopsis elegans, Hund, Katze, ...) durch genetische Rekombination "erzeugen". In Ihrem Fall könnte die "Ei" -Implantation tatsächlich gut funktionieren, da ich vermute, dass die Modifikation von nur wenigen Genen die Kompatibilität von Mutter / Mutantennachkommen nicht so stark verändert. Beachten Sie, dass nur wenige Gene den Phänotyp (das Aussehen Ihrer Spezies oder ihre Fähigkeiten und Eigenschaften, wie die Lebensdauer) stark verändern können. Tatsächlich wurde vorgeschlagen, einen Mammut-Embryo zu erschaffen und ihn in einen Elefanten zu implantieren. Menschen haben immerhin nur 2% genetische Unterschiede zu Schimpansen.

Als Biologe würde ich sagen

1 - genetische Rekombination und Eiimplantation sollten funktionieren, wenn die Arten nahe genug sind (normalerweise kommt es auf die Größe an). Die Berücksichtigung der oben vorgeschlagenen immunologischen Eigenschaften kann es glaubwürdiger machen.

2 - Alternativ können Sie Ihre Spezies in einer Schote mit embryonaler Flüssigkeit züchten. Einige Gewebeblätter können leicht in Laborkultur gezüchtet werden, und neuerdings sogar einige Organe! Künstliche Embryonensäcke sind daher in naher Zukunft plausibel und könnten in verschiedenen Situationen eingesetzt werden.

3 - Wenn Sie einen einzelnen Organismus wollen, der Nachkommen hervorbringt und sich ohne Interaktion mit einem Männchen entwickelt, ist dies absolut möglich. Es gibt mehrere Arten der "Vervielfältigung" der Organismen. Durch Spaltung können Sie den Körper in 2 (normalerweise für Mikroben), Teilung und Regeneration (in diesem Fall haben Sie das gleiche Genom über mehrere Generationen hinweg) trennen, aber wenn Sie Evolution und Diversifizierung innerhalb Ihrer Spezies schaffen möchten, benötigen Sie wahrscheinlich a sexuelle Arten, die eine automatische Befruchtung verwenden können. Einige faszinierende Eidechsen- und Froscharten tun es :) Die Geschlechtsumwandlung hängt hauptsächlich von Umweltbedingungen ab, wie z. B. der Temperatur. Ich empfehle Ihnen, die evolutionäre Website zu googeln, um die seltsamen sexuellen Fortpflanzungsmodi zu überprüfen.

"Menschen haben immerhin nur 2% genetische Unterschiede zum Schimpansen" und dennoch findet keine artenübergreifende Fortpflanzung statt (kann nicht (?)), und die Frage beschreibt drastisch unterschiedliche Arten, die vermutlich einen Unterschied von viel mehr als 2% aufweisen.
Ich mag Ihren zweiten Punkt (2.) +1
@zxyrra Die Barriere zwischen Mensch und Schimpanse ist unsere Chromosomenzahl. Wir haben noch ein Paar. Irgendwann in der jüngsten Evolution der Hominiden hat sich ein Schimpansenchromosom in zwei Teile gespalten. Eine Hybridisierung wird danach nahezu unmöglich, da die erste Generation eine ungerade Anzahl von Chromosomen erben würde und eine gleichmäßige Aufteilung einer ungeraden Anzahl unmöglich ist. Dasselbe Problem erklärt die Unfruchtbarkeit von Maultieren (Esel/Pferd-Hybride)
Absolut Zxyrra, für mich sind 2% ein riesiger Unterschied. Wahrscheinlich erwarten Sie noch andere 2%. Ich habe nicht über Kreuzreproduktion gesprochen, weil ich dachte, dass dies nicht das Ziel Ihrer Frage war. Um mich auf den Embryo zu konzentrieren, mein Punkt ist, dass in einer SF-Welt ein gut entworfenes, manipuliertes Genom den Embryo sicher mit seinem Vorfahren für die Entwicklung bis zur Reifung kompatibel machen könnte. Oder könnten Sie sich eine parasitenähnliche Entwicklung in der manipulierten Spezies vorstellen, in welchem ​​Fall das DNA-Problem gelöst ist? Viele Parasiten leben in den Wirten bis zur vollständigen Reifung, was zum Absterben des Wirts führen kann.