Würde irgendetwas eine Welt verhindern, in der Menschen Energie durch Photosynthese gewinnen?

Sie müssten dafür sorgen, dass es sich lohnt. Die Photosynthese ist nicht so stark. Es ist ungefähr 3-6% effizient . Die menschliche Haut hat eine Fläche von etwa 2 Quadratmetern. Wenn wir so tun, als würde alles wie ein Solarpanel den Boden bedecken, könnten wir so tun, als könnten wir die Energie von 2 Quadratmetern Fläche verbrauchen (offensichtlich ist dies eine massive Überschätzung). Jeder Quadratmeter der Erde in Äquatornähe erhält 1,4 kW Sonnenlicht. Kombiniert man diese Zahlen, könnte die Photosynthese 84-168 W erzeugen. Unter der Annahme von ungefähr 6 Stunden Spitzensonnenlicht (dies ist die Schätzung, die sie verwenden, wenn sie Solarmodule für den Verbrauch eines Hauses spezifizieren), liegt das in der Größenordnung von 2000 kJ.

Menschen verbrauchen 2000 Kalorien pro Tag, das sind 8368 kJ. Das bedeutet, dass unsere Photosynthese 25 % unserer Energieaufnahme produzieren könnte. Und das war mit schrecklich aggressiven Überschätzungen, wie viel Produktion wir machen könnten. Sie werden nie alle 2 Quadratmeter perfekt von der Sonne beleuchtet bekommen.

Wie könnten wir das also zum Laufen bringen? Nun, wir könnten ihnen einen helleren Stern geben. Nehmen wir an, es gibt eine ungefähr doppelt so hohe Sonnenkonstante : 3,0 kW/m^2. Und statt Photosynthese mit einem Wirkungsgrad von 3-6 % zu verwenden, verwenden wir die neuesten und besten Photovoltaikzellen für Privathaushalte mit 22 %. 8368 kJ/Tag sind ungefähr 1400 kJ/Spitzenstunde oder 388 W. Bei Zellen mit 22 % Wirkungsgrad und 3,0 kW/m^2 Sonneneinstrahlung würde das etwa einen halben Quadratmeter Fläche beanspruchen. Das wird langsam überschaubar.

Es gibt (mindestens) vier Arten, von denen wir wissen, dass sie tatsächlich zur Energiegewinnung photosynthetisieren

Meeresschnecken leihen sich durch horizontalen Gentransfer Gene von den Algen, die sie fressen, und bauen sie in ihre eigenen Zellen ein. Diese Zellen sind so effizient, dass die Meeresschnecke bis zu 9 Monate ohne Nahrung überleben kann.

Der Fleckensalamander hat eine symbiotische Beziehung zu Algenzellen. Die Chloroplasten wurden in der Nähe der Mitochondrien in den Salamanderzellen gefunden, was bedeutet, dass die Mitochondrien wahrscheinlich direkt den Sauerstoff und die Kohlenhydrate verbrauchten, die durch die Photosynthese erzeugt wurden.

Die Orientalische Hornisse funktioniert etwas anders. Anstelle von Chloroplasten enthält sein gelbes Band Xanthoperin, das Sonnenlicht absorbiert und eine elektrische Ladung aufbaut, die durch die Kutikula seines Exoskeletts sowie durch Seide, die die Hornissenpuppen und die Wabenwände der Kolonie umgibt, geleitet werden könnte. Diese Spannung wird als Strom freigesetzt, wenn sich die Hornisse im Dunkeln befindet, und scheint wichtig für die Entwicklung der Hornissenpuppe zu sein.

Die Erbsenblattlaus verwendet Carotinoide anstelle von Chloroplasten. Dunklere Blattläuse hatten mehr Carotinoide und einen höheren Gehalt an Adenosintriphosphat (ATP oder Energie) als hellere Blattläuse. Während mehr Forschung notwendig ist, um sicherzugehen, dass Blattläuse wirklich photosynthetische Fähigkeiten haben, ist es klar, dass Carotinoide Licht absorbieren und diese Energie an die Blattläuse weitergeben können.

Nun zur Hauptfrage: Könnte diese Fähigkeit einem Menschen gegeben werden? Da bekannt ist, dass der Fleckensalamander eine symbiotische Beziehung zu Algen pflegen und daraus Energie gewinnen kann, ist es nicht ausgeschlossen, dass CRISPR oder ähnliches dafür sorgen könnte, dass der Körper nicht angreift die Algenzellen, oder sogar direkt wie die Meeresschnecke die spezifische DNA integrieren. Es wäre hauptsächlich in den Hautzellen nützlich, da dies der Teil des Körpers ist, der Licht empfängt.

Wenn Carotinoide anstelle von Chloroplasten verwendet werden, könnte die Haut am Ende weiß und orange und grün sein, obwohl die dunkleren Farben mehr Energie geben.

Sie könnten nicht nur davon leben, aber es könnte helfen, die Energie aus der Nahrung zu ergänzen.

Dem steht in der Biologie nichts ausdrücklich im Wege, außer der Effizienz. Während grüne Photosynthese zu 5 % effizient ist, sind es bei Schwarz 12 %. Auf der anderen Seite produziert Photovoltaik näher an 23%.

Haut mit Chlorophyll ist deutlich steifer als normal, aber das Gleiche gilt für Schuppen. Wenn Sie also Pflanzenmenschen verwenden möchten, müssen sie die Steifheit basierend auf der erforderlichen Flexibilität abbilden (nicht die Innenseite des Ellbogens usw.).

Photovoltaik entsteht nicht natürlich, ist aber biokompatibel und muss nicht ex-macana zugesetzt werden. Dafür wird ein Ingenieur benötigt.

DIES IST ERGÄNZEND und nicht Ihre Hauptnahrung. Diejenigen, bei denen Sie diese Methode anwenden, sind möglicherweise nachtaktiv und rasten zum Schlafen ein (dies ist im Tierreich weit verbreitet).

Dies könnte auch ein Mechanismus zur direkten Zufuhr von O2 und Zellulosezucker in den Blutkreislauf sein, was eine Lösung für eine Vielzahl von Problemen im Zusammenhang mit Blutsauerstoff und Blutzucker ermöglicht; Dies ist alles von Typ-1-Diabetes bis hin zu Höhenkrankheit und CO2-Vergiftung (ein GROSSES Hindernis für die Raumfahrt, Morso als Wärme- und Sauerstoffversorgung).

BEARBEITEN

Bei 100 % könnte die Photovoltaikhaut 0,6 Watt pro Zoll erzeugen. bei diesem Tempo könnten Früchte und kleine Organismen den Körper vollständig ergänzen. (hauptsächlich für die Vitamine und Mineralstoffe, nicht für Energie) Der Mensch braucht oder erzeugt nicht viel Energie. Wenn eine Person 2000 Kalorien an einem Tag verbraucht; Und jede Kalorie aus Lebensmitteln wird als 4200 Joule Energie definiert. Im Laufe eines Tages (86.400 Sekunden) verbraucht diese Person durchschnittlich 97,2 Joule pro Sekunde, was einer durchschnittlichen Leistung von 97,2 Watt entspricht.

Daher wird für diese Methode weniger als ein Quadratfuß Haut benötigt.

Unter der Annahme, dass Pflanzen ihre relative Effizienz bei der Photosynthese beibehalten, hat ein Mensch, wie bereits erwähnt, einfach nicht die Oberfläche, um genügend Photosynthese zu unterstützen, um wirklich wichtig zu sein. Es ist etwas unpraktisch, einen Hektar Fläche zu benötigen, um einen einzelnen Menschen zu ernähren, es sei denn, wir wechseln den Veranstaltungsort:

Raum

Ein Mensch/Pflanze-Symbiont mit einem Hektar Oberfläche könnte im freien Fall existieren. Der Pflanzenteil würde Sonnenlicht und die Abfallprodukte des menschlichen Teils absorbieren, und der menschliche Teil würde im Gegenzug Zucker, Stärke und O2 erhalten, wodurch im Wesentlichen ein kleines geschlossenes Ökosystem geschaffen würde.

Hyperplant/menschlicher Organismus im Orbit

Die Pflanze müsste drastisch modifiziert werden, benötigt eine Art Wachsbeschichtung, um das Wasser und die Gase aus dem Vakuum einzuschließen, und wahrscheinlich helle und dunkle Oberflächen, die als Sonnensegel fungieren, sowie eine Art Muskulatur, um die „Blätter“ auszurichten ". Der menschliche Teil würde die Wurzeln der Pflanze in den größten Teil des Körpers eingebettet haben, wobei einige der Wurzeln die Abfallprodukte absorbieren, während andere die "Abfall" -Produkte der Pflanze liefern.

Wie bei allem anderen würde es evolutionäre Anpassungen geben (viel größere, ausgefeiltere Pflanzen im Weltraum, wo beispielsweise das Sonnenlicht begrenzter ist), und der Organismus müsste von Zeit zu Zeit auf NEOs oder Asteroiden landen, um „aufzufüllen“. " Wasser und Elemente, die aufgrund von Ineffizienzen des Systems verloren gegangen sind.

Die Verwendung von Photosynthese mit einem Menschen ist also möglich, solange Sie die Parameter ändern, um sie an die Umgebung anzupassen.

Direkt ja, wir betreiben keine Photosynthese, also wären sie keine Menschen, wenn sie es täten.

Indirekt, nein, wir beziehen bereits Energie daraus, wir stehen an der Spitze einer Nahrungskette, wo die Unterseite Photosynthese betreibt.

Seit Jahrtausenden beziehen wir Energie aus der Photosynthese. Wir nennen es Landwirtschaft .

Fast jede Energieform, von fossilen Brennstoffen bis hin zu Wasserkraft, hat als Quelle die Sonne. Die einzigen Methoden, die nicht auf die Sonne angewiesen sind, sind Geothermie und Kernspaltung.