Si cambiamos nuestro ADN para hacer fotosíntesis, ¿cuánta energía ahorraríamos?

Hay varios problemas con la idea:

  1. La forma humana está optimizada para muchas cosas, pero la recolección de luz solar no es una de ellas. Solo nuestras cabezas y hombros están expuestos a la luz directa, mientras que la mayor parte del resto de nuestra piel está a la sombra o en ángulos muy ineficientes para absorber la luz.
  2. Si abandonamos nuestra ropa para recolectar luz, necesitaríamos mucha más energía para mantenernos vivos, ya que necesitaríamos calentarnos con poco aislamiento o acumular aislamiento, lo que podría ser costoso desde un punto de vista energético.
  3. Requerimos mucha energía (2600 kcal son aproximadamente 3 KWh) y la fotosíntesis de la planta tiene una eficiencia bastante baja de aproximadamente 1–3%.

Por lo tanto, para omitir los alimentos por completo, debemos realizar una amplia modificación genética para incluir la capacidad de sintetizar una gran cantidad de moléculas auxiliares: vitaminas, todo lo que nuestros microbiomas suministran y mecanismos reguladores para ellos y, además, toda la maquinaria de fotosíntesis. pero no como es en la naturaleza sino optimizado en gran medida para que las eficiencias sean más altas. También aún necesitaremos minerales y agua.

Más “de manera realista”, la piel humana de aproximadamente 1,5 a 2 metros cuadrados. en tamaño, y de eso digamos que la cabeza, los brazos y los hombros son aproximadamente del 20%, así que digamos 0.35 sq.m. Al pisar el Mapa mundial de la irradiación horizontal global (irradiancia solar – Wikipedia) podemos suponer que la mayoría de la población vive en lugares con una insolación de aproximadamente 3–4 KWh / día, por lo que con una asombrosa eficiencia del 10% de la fotosíntesis, las personas que trabajan en el sol todo el día puede contar con alrededor del 3 al 5% de sus necesidades alimentarias del sol, un poco más que una manzana grande.

Todos mueren ™.

El principal problema con la fabricación de animales fotosintéticos es el balance de CO2. Básicamente, nuestro sistema nervioso está conectado para detectar la concentración de dióxido de carbono en nuestra sangre y, según esa información, le dice al resto del cuerpo que necesita respirar.

Por lo tanto, ser fotosintético sería bastante problemático, porque el nivel de CO2 en nuestro cuerpo básicamente sería 0 todo el tiempo, dando a todos la impresión de asfixiarse constantemente y caer inconsciente.

Por lo tanto, incluso suponiendo que los nutrientes y el área de la superficie del cuerpo no fueran problemas, los pacientes que salen de su terapia génica especial experimentarían lo siguiente:

-Camina afuera en un día soleado

-Comienza a hacer fotosíntesis

-Comience a experimentar molestias, falta de aliento

-Tiene problemas para respirar

-Caída inconsciente

-Permanezca inconsciente mientras el nivel de CO2 en la sangre esté por debajo de cierto umbral

-Coma, seguido de la muerte

En general, muy malos resultados.

Me encanta esta pregunta ¡Hace algunos años también lo pregunté e inspiró mi propia ciencia!

Usando aproximaciones del estilo que son comunes en cierto tipo de física (aproximaciones de Fermi):

Los humanos corren a unos 100 vatios

La superficie de un humano es de aproximadamente 1 metro cuadrado.

La luz solar en la superficie de la Tierra es de aproximadamente 1,000 vatios por metro cuadrado

La eficiencia de la fotosíntesis es de aproximadamente el 10%, es decir, aproximadamente el 10% de la energía de la luz se convierte en energía química.

Entonces, si la luz es correcta, no necesitaríamos comer

Tal vez necesitaríamos proyecciones en forma de alas para captar más luz solar en un día oscuro y almacenar lo suficiente para la noche.

Paramecium busaria fue una inspiración para mí

No se puede hacer