Co by było gdyby ludzie mieli fotosyntetyczną skórę?

Zielona skóra jest powszechna w science fiction, od małych zielonych ludzików po Hera Syndulla z „Star Wars Rebels”, po Gamorę z „Guardians of the Galaxy”. Ale co by było, gdyby zielona skóra nie była tylko dla fikcyjna? Na przykład, gdyby ludzie mieli zieloną skórę, co by było, gdyby dawała nam możliwość fotosyntezy, której rośliny używają do życia dzięki słońcu?

Przeanalizujmy, co nauka mówi o podobnych zdolnościach u innych zwierząt i zapytajmy wielokrotnie nagradzanego autora science-fiction Johna Scalziego, jak jego zdaniem ludzie mogą hipotetycznie skorzystać na fotosyntetycznej skórze.

Zwierzęta roślinopodobne

Każde zwierzę spożywa pokarm, aby przeżyć. Natomiast rośliny polegają na fotosyntezie, aby wytworzyć własną energię. Jednak niektóre zwierzęta wykorzystują światło słoneczne do różnych celów.

Na przykład wiele zwierząt korzysta z molekuł zasilanych energią słoneczną. Mszyca grochowa ( Pea aphid ) wytwarza pigmenty, za pomocą światła, generujące Adenozyno-5′-trifosforan lub ATP, związek, który napędza reakcje z komórkami. Ponadto pasek żółtego pigmentu na egzoszkielecie szerszenia wschodniego ( Vespa orientalis ) przekształca światło w elektryczność, co może pomóc wyjaśnić, dlaczego owady te stają się bardziej aktywne w środku dnia.

Inne zwierzęta wykorzystują rzeczywistą fotosyntezę, wykorzystując światło słoneczne, wodę i dwutlenek węgla do produkcji cukrów i innych ważnych związków. Rośliny i algi polegają na chloroplastach, strukturach w swoich komórkach, do przeprowadzania fotosyntezy, ale elysia chlorotica [ślimak morski, ang. Elysia sea slugs]  mogą kraść chloroplasty z glonów, na których pasą się, aby pomóc im żyć wyłącznie dzięki fotosyntezie przez miesiące .

Wiele innych zwierząt czerpie korzyści z fotosyntezy, tworząc związki partnerskie. Na przykład większość koralowców współpracuje z fotosyntetycznymi symbiotycznymi drobnoustrojami znanymi jako zooksantelle, podczas gdy jaja ambystomy plamistej (Spotted salamander) otrzymują cenny tlen z alg.

Inżynieria fotosyntezy?

Jeśli inne zwierzęta mogą czerpać korzyści z fotosyntezy, to u ludzi też by mogła? Nawet jeśli fotosynteza mogłaby zadziałać u ludzi, nie jest pewne, ile korzyści moglibyśmy z niej uzyskać.

Rośliny mogą żyć dzięki fotosyntezie, ponieważ mają szerokie, cienkie liście, dzięki którym “zbierają” dużo światła. Potrzebują również mniej energii, ponieważ są znacznie mniej aktywne niż zwierzęta.

Według Lindsay Turnbull, ekologa roślin z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Anglii, gdyby skóra typowej dorosłej kobiety była fotosyntetyczna jak liść, powierzchnia, którą miała, wystarczyłaby tylko 1% jej dziennego zapotrzebowania na energię, aby przeżyć. Turnbull oszacowała, że aby “kobieta fotosyntetyzująca” mogła sprostać zapotrzebowaniu na energię, potrzebowałaby znacznie więcej skóry – mniej więcej tyle, ile wynosi powierzchnia kortu tenisowego.

Ponadto fotosynteza wymaga dwutlenku węgla. Rośliny mają pory zwane aparatem szparkowym, których używają do dostarczania gazu do swoich komórek. Zakładając, że ludzie fotosyntetyczni posiadaliby chloroplasty, prawdopodobnie musieliby potrzebować porowatej skóry, aby wpuścić dwutlenek węgla, ale takie pory mógłby przepuszczać lub mógłby przez nie wyciekać inne rzeczy – na przykład wilgoć – w sposób, który mógłby okazać się szkodliwy dla ludzkiego ciała.

Ludzie zasilani energią słoneczną

Mimo to, gdyby ludzie mieli fotosyntetyczną skórę, nawet niewielka korzyść mogłaby się przydać. W nominowanej do nagrody Hugo powieści Johna Scalziego „Old Man’s War” żołnierze są wyposażeni w genetycznie zmodyfikowane ciała, które mają nie tylko cybernetyczne implanty mózgowe i zwiększoną siłę, szybkość, zmysły, wytrzymałość i zręczność, ale także zieloną, fotosyntetyczną skórę.

Chociaż żołnierze „Wojny staruszków” nie mogą uzyskać całej energii potrzebnej do przeżycia ze swojej fotosyntetycznej skóry, w powieści powiedziano im, że może ona „dostarczyć organizmowi dodatkowego źródła energii i zoptymalizować wykorzystanie przez organizm zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla. Rezultat: poczujesz się świeższy, dłużej – i będziesz w stanie lepiej wykonywać swoje obowiązki.”

Skóra fotosyntetyczna “byłaby dodatkową pasywną modyfikacją, w przeciwieństwie do modyfikacji aktywnej – można by po prostu usiąść i czerpać z niej korzyści w zakresie utrzymania energii. Może to być 3% do 5% korzyści w zakresie energii, ale to zysk, którego wcześniej nie miałeś i dostajesz go za darmo ”.

Jak może wyglądać fotosynteza? „Podejrzewam, że przez cały czas czułbym się jak uzależniony od kofeiny” – powiedział Scalzi. „Budziłbyś się i tak jakbyś powiedział: „Potrzebuję mojej kawy ”, chciałbyś zdobyć trochę światła.

Zakładając, że ludzie mogliby z powodzeniem przeprowadzać w swoim ciele fotosyntezę, jak mogłoby to zmienić bieg historii? Scalzi powiedział, że nie sądzi, aby społeczeństwo ludzkie zmieniło się radykalnie, gdyby ludzie mogli przeprowadzić fotosyntezę, biorąc pod uwagę marginalne korzyści, jakie zapewniłaby. Jednak najbardziej zależną od energii częścią ciała jest ludzki mózg. „Podejrzewam więc, że jakakolwiek nadwyżka energii, jaką może dać fotosynteza, zostanie pochłonięta przez mózg, ponieważ jest to zawsze “głodny” organ” – powiedział Scalzi. „Może to potencjalnie oznaczać, że społeczeństwa mogłoby osiągnąć pewne oznaki postępu szybciej, być może osiągnęli rewolucję przemysłową w 10 000 p.n.e. zamiast w 1800 r.”

Można się zastanawiać, czy fotosyntetyczni ludzie woleliby mieszkać w słonecznym klimacie. Chociaż ludzie mogliby otrzymać zwiekszony impuls fotosyntezy, gdyby przenieśli się na obszar pustynny, prawdopodobnie mieliby problemy z zasobami, takimi jak woda, powiedział Scalzi. „Zawsze będą jakieś kompromisy” – zauważył

Czy ludzie z fotosyntezą chcieliby pochłaniać wszystkie promienie słoneczne? W niektórych społeczeństwach fotosyntetyzujących odzież może stać się symbolem elity – znakiem, że dostają wystarczająco dużo energii z pożywienia, aby nie potrzebować fotosyntezy. „Możesz sobie wyobrazić, jak mówią: „Jestem bogaty, więc mogę to ukryć”- powiedział Scalzi.

Czy zatem Scalzi chciałby mieć fotosyntetyczną skórę? „Na dużej liście modyfikacji ciała, którym chciałbym mieć, jest mniej więcej pośrodku” – powiedział. „Nie zaszkodzi, ale nie widzę korzyści z tego, na tyle znaczących, żeby wpłynęło to na moje życie. Ale jeśli ktoś inny mówi: „Chce być fotosyntetyczny”, to fajnie – powiedział Scalzi. “Cieszę się, że jesteś szczęśliwy.”

Źródła: Charles Q. Choi

Explainer: why can’t humans photosynthesise?

Zdjęcia: Simon Gakhar via Getty Images

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x