Kann ein genetisch veränderter Mensch etwas anderes als die Sauerstoff/Stickstoff-Atmosphäre der Erde atmen?

Um die Antwort von Bowlturner näher zu erläutern: Sauerstoff ist einzigartig geeignet, um große Lebensformen mit Energie zu versorgen. Es ist eines der effektivsten Oxidationsmittel im Periodensystem (daher der Begriff) und kann im Gegensatz zu Fluor und seinen Freunden zwei Bindungen eingehen. Essen zu verdauen ist der Prozess, es auf kontrollierte Weise zu verbrennen, um die chemische Energie freizusetzen, und Sie benötigen normalerweise eine Art Oxidationsmittel, um dies zu tun. Obwohl es mehr als einen Weg gibt, diese Oxidation zu erreichen, ist Sauerstoff so nützlich, dass eine fremde Spezies höchstwahrscheinlich die Fähigkeit entwickelt, ihn zu verarbeiten, wenn er überhaupt in ihrer Umgebung vorhanden ist, selbst wenn sie keine auf Kohlenstoff basierenden Lebensformen sind . Und zu viele unserer chemischen Prozesse verlassen sich darauf. Sie müssten einen Menschen künstlich aus den Atomen nachbilden, damit sie keinen Sauerstoff verbrauchen. Genetik allein kann'

Solange jedoch freier Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden ist, sind nachträgliche Anpassungen an andere Toxine in der Atmosphäre durchaus im Bereich des Möglichen. Alternativ könnten Sie in einer wirklich sauerstofffreien Atmosphäre, wenn die Außerirdischen sich nicht allzu sehr um Entstellung oder Explosionsgefahr kümmern, einen Sauerstofftank für Ihr armes Subjekt aus Muskeln und Knochen mit einer Art Nabelschnur bauen lassen mit ihrer Nase verschmolzen.

Zunächst einmal ist der menschliche Körper für den Betrieb mit Sauerstoff ausgelegt, und es würde eine große Veränderung erfordern, die uns wahrscheinlich zu etwas ganz anderem machen würde, wenn wir mit einem anderen Gas betrieben werden müssten.

Angenommen, Sie meinen, dass die Atmosphäre giftig ist, aber immer noch Sauerstoff enthält, dann könnte dies möglich sein. Angenommen, das CO2 ist extrem hoch, wir könnten umgestaltet werden, um es herauszufiltern oder es nicht durch die Lunge zu absorbieren, oder vielleicht sogar einen Konverter haben, um das CO2 wieder in O2 umzuwandeln. Ähnliche Dinge könnten getan werden, wenn andere Gase wie Chlor in gefährlichen Mengen in der Atmosphäre wären, aber es könnten auch spezielle Atemgeräte verwendet werden, wenn auch nicht ganz so nützlich, da Sie sie immer noch zum Essen usw. entfernen müssen.

Tatsächlich kann selbst ein nicht gentechnisch veränderter Mensch bereits eine ganze Reihe von Gasen atmen, die über eine einfache Sauerstoff/Stickstoff-Mischung hinausgehen. Es gibt zahlreiche Atemgase , die in einer breiten Palette von Anwendungen wie Meerestauchen, Bergsteigen, Überdruckkammern und Raumfahrzeugen verwendet werden. Die Hauptanforderungen sind: die richtige Sauerstoffmenge (innerhalb eines bestimmten Bereichs) und ein Mangel an Toxizität. Normalerweise enthalten Atemgase Sauerstoff und eine Form von Inertgas oder Gasen wie Stickstoff, Wasserstoff, Helium, Neon oder Argon. Sogar reiner Sauerstoff kann verwendet werden. Allerdings sind nicht alle diese Gase für das Tiefseetauchen geeignet, da einige (wie reiner Sauerstoff, Argon oder Stickstoff) unter höheren Drücken giftiger werden.

Sauerstoff ist jedoch für praktisch jede Reaktion notwendig, die im menschlichen Körper, insbesondere aber im Gehirn, abläuft. Wenn nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist, leidet das Gehirn unter Hypoxie . Anfänglich führt dies zu einem Gefühl der Euphorie und der Unfähigkeit, komplexe Aufgaben auszuführen, kurz gefolgt von Ohnmacht, dauerhaften Hirnschäden und schließlich dem Tod. Im Vergleich zum Gehirn ist der Rest des Körpers zumindest für kurze Zeit relativ tolerant gegenüber niedrigeren Sauerstoffwerten. Aber es ist immer noch ein kritischer Faktor für das Leben.

Wenn der Körper andererseits nicht genug CO2 eliminieren kann (vielleicht weil die Atmosphäre bereits eine hohe Konzentration davon enthält oder zu dicht ist, um vollständig auszuatmen), dann bildet das CO2 Kohlensäure im Blut. Dies verursacht Azidose , bei der das Blut zu sauer wird, und kann zu Kopfschmerzen, Schläfrigkeit, Zellschäden, Koma und wahrscheinlich zum Tod führen.

Wenn Sie möchten, dass Ihr Mensch in einer sauerstoffarmen Umgebung überlebt, gibt es keinen einfachen Weg, außer einem Atemgerät. Jemand erwähnte die Möglichkeit eines biologischen Rebreathers. Ich bin mir nicht sicher, ob das tatsächlich funktionieren könnte, aber es ist eine halbwegs plausible Lösung. Oder Sie könnten stattdessen einen Weg finden, seinen gesamten Körperstoffwechsel zu verlangsamen und ihn in einen Zustand des Winterschlafs oder der Kryostase zu versetzen, aber er wird nicht bei Bewusstsein sein. Man könnte sein Gehirn vielleicht durch einen miniaturisierten Computer ersetzen, aber dann braucht man statt Sauerstoff Strom. Und wenn man seine Gedanken in einen Computer hochladen kann, warum sollte man dann den Rest des Körpers behalten?

Nachtrag : Um zu zeigen, wie nachsichtig das menschliche Atmungssystem sein kann, solange es genügend O2 erhält und CO2 loswird, gab es einige teilweise erfolgreiche Experimente, die die Möglichkeit demonstrieren, eine mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit zu atmen . Diese Art des Atmens wurde in der Science-Fiction für Tiefseetaucher oder Astronauten in Hochbeschleunigungsraumfahrzeugen postuliert.

Hier ist noch etwas zu beachten: Wenn Sie sich die möglichen chemischen Pfade ansehen, die das Leben unterstützen, sind die Dinge ziemlich begrenzt. Wenn man sich Welten mit erdähnlichen Temperaturen ansieht, gibt es nur ein brauchbares Muster – Kohlenstoff für das molekulare Rückgrat, Sauerstoff als Oxidationsmittel. Während also die außerirdische Welt Giftstoffe haben könnte, die herausgefiltert werden müssen, wird sie den Sauerstoff haben.

Das Standard-Sci-Fi-Leben auf Chlor- und Fluorbasis funktioniert einfach nicht - diese beiden Atome sind weit weniger häufig als Sauerstoff, da sie auf nuklearer Ebene weniger stabil sind und auch durch weit weniger häufige Reaktionssequenzen erzeugt werden. Chlor und Fluor reagieren beide mit Sauerstoff – damit eine Welt freies Chlor oder Fluor in der Atmosphäre hat, muss der gesamte Sauerstoff damit reagiert haben, und ebenso muss er den Platz des Sauerstoffs im Gestein eingenommen haben. Die meisten Gesteine ​​bestehen hauptsächlich aus Silizium und Sauerstoff. Daher brauchen Sie eine unglaubliche Menge davon und Sie werden sie einfach nicht finden. Es bleibt nichts übrig, um ein Oxidationsmittel zu sein, Ihre Außerirdischen atmen Sauerstoff.

Während sich Ihr Körper entwickelt hat, um Sauerstoff zu verwenden, hat er sich entwickelt, ihn in einem ziemlich engen Konzentrationsbereich zu verwenden. Zu wenig und Sie werden ohnmächtig, erleiden Hirnschäden und sterben, zu viel und Ihr Nervensystem wird im Grunde "wegoxidiert" und die daraus resultierenden Schäden können tödlich sein. Wir brauchen Sauerstoff, aber wir brauchen die richtigen Mengen.

Eine Person könnte normalerweise einen Raumanzug haben, den wir aus Machery als eigenständige Exoshell machen würden.

Ein fortgeschrittener Außerirdischer könnte einen Adapter aus lebendem Material herstellen und ihn in unseren Körper integrieren, sodass er Berührungssinn usw. übertragen kann und sich selbst erhält und repariert, indem er Material und Energie aus unserem Blut nimmt. Aber es bietet einen Rebreather, der um die Lunge passt, der immer noch Sauerstoff und Kohlendioxid austauscht, und ein Lebensmittelverarbeitungssystem, das benötigtes Material in seine eigenen Systeme überträgt und kompatiblen Schlamm produziert, der in den menschlichen Darm fällt.

Eine Analyse würde einen menschlichen Körper mit einer entfernten Lunge und einem entfernten Magen und fremden Organen erkennen, die hinzugefügt und eingepumpt wurden; die Haut entfernt und durch etwas ersetzt, das die äußere Umgebung toleriert; die Augen bedeckt oder ersetzt; die verschiedenen Öffnungen wurden stattdessen versiegelt und in die Stützausrüstung eingelassen.

Schauen Sie sich Fred Pohls Man Plus an, um ein Beispiel für die Anpassung eines Menschen an das Leben auf dem Mars zu sehen.