¿Cuál es el número mínimo de personas necesarias para comenzar una colonia aislada?

No sé mucho sobre nada dentro de este tema, pero su pregunta despertó mi interés, así que hice una investigación.

A lo que te refieres se le llama Población Mínima Viable (MVP). Básicamente, es la cantidad mínima de personas que necesita al menos para mantener la población, sin demasiados incidentes de endogamia.

Si bien puedes encontrar detalles sobre esto en diferentes animales, parece que no pude encontrar ningún dato específico sobre humanos. Sin embargo, en un artículo en newscientist.com de 2002, hicieron algunos cálculos y dicen que si la reproducción se controla durante el primer par de generaciones (hasta que la endogamia ya no sea tan peligrosa), 80 personas realmente lo harían. Aunque, sí recomiendan que al menos 160 personas deban ir. Esto es, por supuesto, asumiendo que se trata de una colonia técnica y médicamente avanzada. Pero supuestamente es posible.

Otro estudio muestra que los judíos Ashkenazi crecieron de 350 personas originalmente para convertirse en 16 millones de personas en el siglo XIX. Se encontró un rastro de endogamia, pero no hay circunstancias insalubres.

Ahora esos números están muy lejos de las 100.000 personas en Battlestar Galactica, y creo que en realidad podría ser más fácil controlar a un grupo más pequeño de personas de la endogamia.

Otra cosa a tener en cuenta es qué tan rápido debe crecer la población. Como sugiere el artículo sobre las 80 personas, un número más pequeño solo sería capaz de sostener a la población, donde una población más grande sería más rápida en el crecimiento.

Siéntase libre de leer más sobre MVP y los humanos en el espacio aquí:

Los científicos rastrean la historia judía usando el ADN

“Número mágico” para pioneros del espacio calculado

Población mínima viable

En ecología y antropología, este número que buscamos se llama Población Mínima Viable .

Existen múltiples formas de determinar un MVP para especies particulares, la mayoría de las cuales también se centran en aspectos como los riesgos ambientales. Por el bien de nuestro escenario, supongamos que estos colonos humanos del espacio cuentan con dispositivos de alta tecnología que se encargarían de los riesgos ambientales y de otro tipo para que podamos centrarnos solo en la estocasticidad genética.

Cuando piense en el MVP para humanos (únicamente desde la perspectiva genética) es una buena idea echar un vistazo a algunos ejemplos de la vida real:
La antropología sabe de muchas sociedades tribales (en la selva amazónica, por ejemplo) que son endogámicas, lo que significa que solo se casan con personas de su propio grupo, y sus grupos a menudo consisten de aproximadamente 100 a 200 personas , a veces incluso menos. A pesar de esto, estas personas han sobrevivido durante siglos, a veces incluso milenios en un entorno tan castigador.

Podría ser posible sobrevivir con una población mucho más pequeña. La foca de elefante fue cazada hasta alrededor de 20 focas a fines de la década de 1890. Hoy en día hay alrededor de 30000. Estos sellos son genéticamente casi idénticos. Hay muchas desventajas de tener un pequeño grupo de genes como:

  • Resistencia a las enfermedades:
    Algunas mutaciones genéticas proporcionan inmunidad a muchas enfermedades. Si tienes una población con una composición genética muy similar, es probable que todos o la mayoría de tus colonos puedan morir a causa de una enfermedad desconocida. Por eso, incluso hoy en día, poblaciones enteras de ciertos pueblos tribales corren el riesgo de ser eliminadas por una enfermedad que sería muy banal para nosotros.
  • Depresión endogámica:
    Los individuos en una población con mucha consanguinidad suelen ser menos aptos. Esto sucede por numerosas razones, como el hecho de que los rasgos genéticos, incluidos los negativos, son recesivos.

TL; DR. Conclusión:

Sabemos que es absolutamente posible mantener una población humana saludable con tan solo 150 individuos , más o menos .
Teóricamente, debería ser posible sobrevivir con tan solo unas pocas docenas de individuos , sin embargo, esto probablemente traiga ciertos problemas.
Cuando se habla de colonias espaciales, los problemas que acabo de mencionar podrían resolverse utilizando la ingeniería genética, pero ese es en gran medida el reino de la ciencia ficción a partir de ahora.

Nadie sabe realmente, así que esto no es una respuesta, per se . Esta es, sin embargo, una pregunta que me parece muy interesante.

, pero hay varias piezas con las que podemos trabajar.

Conjunto de habilidades mínimas

Hay un conjunto mínimo de habilidades necesarias para una colonia. Este conjunto es enorme. Piensa en todas las personas que conoces en una semana determinada. Ya sea que trabajen como plomeros, cajeros, maestros, banqueros, contadores, mineros, peluqueros o muchas otras categorías de trabajo, cada uno ha adquirido un conjunto de habilidades que han perfeccionado en su carrera particular y esos conjuntos de habilidades tienen solo un grado modesto de superposición. Por ejemplo, no querría que la mayoría de los plomeros o carpinteros realicen una cirugía ósea, aunque en realidad haya bastante similitud en sus herramientas y técnicas. Probablemente debería pensar dos veces antes de dejar que su cirujano cerebral trabaje en su computadora.

Por experiencia personal, pero también simplemente por catálogos de trabajos, podemos ver que una colonia requerirá un gran conjunto de habilidades. Lista de todas las ocupaciones: la Arcana Wiki enumera actualmente las ocupaciones de 1928, que es lamentablemente inadecuadamente pequeña y ni siquiera es una lista de habilidades. Es posible que se pueda aumentar el número de habilidades por persona. También es posible que algunas habilidades no sean necesarias en una colonia. Sin embargo, agrupando a todos aquellos en seres humanos reales, y teniendo en cuenta que hay demasiados colonos para que todos tengan las “cosas correctas” de la leyenda, esto produce un número de personas mucho mayor que unos pocos cientos.

Lo importante es no elegir ningún conjunto específico de habilidades; Los humanos son adaptables y pueden aprender nuevas habilidades. La clave es obtener suficiente cobertura para que haya suficiente gente en Marte para satisfacer las necesidades de esas habilidades. En ese sentido, obviamente necesitamos más de un minero, más de 10 médicos. Necesitamos una población bien equilibrada.

Un punto clave es que esto es mucho más grande que el número de personas requeridas para una población genéticamente sana. Podemos, simplemente, ignorar la diversidad genética como un factor.

Dispersión geografica

Las personas en Marte no estarán todas en una sola ciudad. Más bien, se extenderán, ya que muchos de los centros de población se inicializarán teniendo una ocupación principal de extracción de recursos. Es decir, la minería. Con base en el modelo de asentamiento de los EE. UU. Occidentales, también podemos esperar que haya asentamientos más pequeños basados ​​en el mantenimiento de la infraestructura. Estas son las personas que arreglan las rupturas de tuberías, las líneas eléctricas y las que salvarán tu trasero cuando choques tu buggy de Marte, literalmente, a cientos de kilómetros de cualquier lugar. Para llevar esto a cabo se requiere mucha gente entrenada que pasa parte de su tiempo sentada en sus manos, lo que significa que aumenta la cantidad de personas requeridas. En un entorno tan duro como el de Marte, será necesario que haya muchas de estas personas. Luego, debe agregar las habilidades mínimas requeridas para apoyar a esas personas capacitadas, y el número requerido para apoyarlas, etc. No es necesario que cada sitio tenga todas las habilidades, solo las habilidades que no se pueden proporcionar de forma remota. Otra ubicación o que pueda viajar desde otra ubicación.

Un ambiente hostil

Además de necesitar la mayor parte de la habilidad requerida en la Tierra, Marte requiere, realmente requiere, un montón de habilidades adicionales. Un traje espacial requiere una diversidad mucho mayor de recursos y habilidades para producir de lo que uno podría imaginar ingenuamente. Y todos requieren uno. El agua no se recolecta convenientemente en lagos y ríos, lista para ser bombeada a donde sea necesaria. Y, si uno piensa que se trata simplemente de derretir hielo, le sugiero que lea algunos experimentos realizados en derretir icebergs para mantener despejados los caminos marítimos. Puede notar que esto no se hace, nunca, en ningún lugar. El hielo requiere una gran cantidad de energía para derretirse. Puede ser más fácil enviarlo en forma sólida. Entonces, ahora tienes que agregar mineros y cargadores de hielo. Más habilidades …

Avanzando

Me encantaría ver un proyecto para estimar la población mínima de una colonia autosuficiente en Marte. Un proyecto de este tipo puede producir otro número interesante: la población de una civilización autónoma de la Tierra. Parece haber un sentimiento generalizado de que perder a decenas de millones de personas en una guerra nuclear en los EE. UU., Rusia o China simplemente sería un obstáculo para la población. Creo que esto está lejos de ser cierto, pero que, en cambio, desencadenaría un colapso inevitable, ya que no habría un exceso de población suficiente para hacer el trabajo extremadamente duro de intentar recuperarse.

Mi opinión

Dejando a un lado la Tierra, mi sospecha es que la población mínima autosuficiente de Marte supera con creces los diez millones. Esto es más que las conversaciones de Elon Musk, por un gran margen, pero no significa que colonizar Marte no sea factible. Simplemente significa que es probable que sea, por un margen enorme, las cosas más difíciles que los humanos hayan hecho.

Nota: cualquier persona que esté interesada en trabajar en esta pregunta no dude en contactarme.

No hay una respuesta rápida y fácil, pero es una pregunta valiosa a medida que nos acercamos a ser capaces de intentar colonizar un nuevo planeta. Realmente se reduce a cuánto es la ‘suficiente diversidad genética’. John Moore calculó que 150 personas y sus descendientes podrían mantener una diversidad genética “suficiente” en un viaje a las estrellas. Otros sostienen que este número no es lo suficientemente grande, y debería ser más como 10,000 personas. En cualquier caso, con pequeños números, la reproducción tendría que ser monitoreada para que la descendencia no se reprodujera. Esto es lo mismo que se hace con las especies en peligro de extinción. También querría elegir entre la población humana para tener la mayor diversidad genética posible en la colonia inicial. Una última cosa a considerar, si la colonia se visitó / mejoró con nuevas personas periódicamente, esto aumentaría notablemente la diversidad genética (esto también se hace con especies en peligro de extinción, lo que se conoce como la exogamia).

Si la humanidad quiere colonizar un planeta más allá del sistema solar, necesitará una gran nave espacial.

Figura: la ilustración de un artista muestra una futura nave espacial en construcción en órbita terrestre utilizando una instalación de construcción de tipo anillo, que podría proporcionar habitaciones de hotel para los huéspedes que deseen ver la construcción.

La población fundadora de una colonia interestelar debe consistir de 20,000 a 40,000 personas. Un grupo tan grande poseería una gran diversidad genética y demográfica, dando al asentamiento la mejor oportunidad de supervivencia durante el largo viaje espacial y más allá. Una “cifra segura y bien considerada” es de 40,000, de los cuales aproximadamente 23,000 serían hombres y mujeres en edad reproductiva. Esta cifra puede parecer “asombrosamente grande pero tiene sentido.

“Este número mantendría una buena salud durante cinco generaciones a pesar de (a) el aumento de la consanguinidad resultante de una población humana relativamente pequeña, (b) una diversidad genética deprimida debido al efecto fundador, (c) el cambio demográfico a través del tiempo y (d) la expectativa de menos una catástrofe severa de la población durante el viaje de cinco generaciones.

Así que los científicos e ingenieros encargados de planificar los puestos de avanzada de la humanidad más allá de la Tierra no deberían tratar de reducir costos o costos mediante el envío de equipos de colonización escuetos.

Referencia: ¿Quieres colonizar un planeta alienígena? Enviar 40,000 personas

Dos.

Y solo necesitas al hombre porque especificaste que tiene que haber un número igual de hombres y mujeres.

Todos sus otros requisitos se pueden cumplir al tener un gran banco de gametos, óvulos y esperma congelados, cuidadosamente catalogados para permitirle generar diversidad genética una vez que tenga una población lo suficientemente grande como para que sea factible.

En la primera generación solo tienes a la pareja que produce solo hijas. Esas hijas son inseminadas artificialmente para producir otra generación de hijas solamente, y luego lo repiten una generación más. Si ha configurado las cosas para que estas mujeres puedan enfocarse completamente en la reproducción (lo cual será esencial), en este punto tendrá suficientes úteros para comenzar a producir una población genéticamente diversa que eventualmente podrá reproducirse de forma natural. Querrá que la mayoría de los niños tengan una concepción in vitro utilizando huevos almacenados, así que solo … digamos, el primer niño estará relacionado genéticamente con la madre. Todos los demás niños serán genéticamente no relacionados.

Hay muchos detalles técnicos complicados sobre cómo estructurar las cosas para que esté criando hijos en la próxima generación con la expectativa de que crezcan y se casen con un miembro del sexo opuesto y lo que eso significa y todo. En qué grado les permites elegir sus propios compañeros y tal. Durante algunas generaciones, tendrá que mantener la expectativa de que cada pareja soportará y criará a varios hijos concebidos in vitro y genéticamente no relacionados. De hecho, si va a supervisar la salud genética de la población a lo largo del tiempo, probablemente no quiera que esa expectativa desaparezca por completo.

No hay un mínimo absoluto de diversidad requerida siempre que la salud genética sea muy alta, si son genéticamente lo suficientemente perfectos, podría tener una población completa de lo que esencialmente eran clones. Eso perjudicaría la adaptabilidad , pero aún podrían ser individualmente saludables, libres de defectos reales. En realidad, tampoco existe un límite superior estricto sobre cuánta diversidad sería bueno tener. Creo que la mayoría de la gente dibujaría la línea en, digamos, catgirls reales, pero algunos no lo harían.

Pero no necesitas seres humanos completos para proporcionar diversidad genética en bruto. El solo hecho de tener una buena selección de gametos almacenados sería suficiente para eso, siempre y cuando tengas madres saludables para criar y criar a tus hijos. Y puede comenzar con solo uno de ellos y multiplicarse por un par de generaciones antes de que necesite mucha más diversidad.

Desde un punto de vista puramente genético, parece que las poblaciones en las centenas altas / bajas son suficientes para no extinguirse. La mejor evidencia sería la población inicial de Australia que tuvo lugar hace unos 50,000 años y resultó en una expansión próspera en todo el continente. La mayoría de los investigadores actualmente creen que este fue un evento único.

Ahora, para mantener un ecosistema completo equivalente a nuestro planeta de origen en el espacio durante cualquier período de tiempo, se requerirá un conjunto de habilidades mucho más amplio y una comunidad muy organizada. Mi opinión personal es que aún no estamos cerca de lograr esto con siete mil millones de personas, y mucho menos 100.000. Battlestar Galactica es una ciencia ficción muy aspiracional desde ese punto de vista.

Hay varios factores que,
cuando se combinan, dan la respuesta insatisfactoria pero realista “depende”. Cómo
gran riesgo ¿estás dispuesto a correr con tu población? ¿Qué tan rápido van a
¿extendido? ¿Cuál será su composición genética? ¿Se establecerá algún control?
sobre la cría? ¿Qué conocimiento tendrán los criadores? Que sumiso a
¿El programa de cría serán los sujetos?

Primero, establezcamos que es posible reconstruir una población a partir de un número muy pequeño. Considere los elefantes marinos que fueron diezmados por la depredación humana. ¡Utilizo el término “diezmado” aunque se mataron más de 1 de cada diez! Su población se desplomó a aproximadamente 20 focas a fines de la década de 1890. A pesar de esta catástrofe, su población ha regresado a al menos 30,000 en la actualidad. Si los prueba, descubrirá que, de hecho, todos están muy relacionados.

Segundo, establezcamos que los humanos no son tan genéticamente complejos que la misma posibilidad los elude. Como evidencia, tenga en cuenta los datos de la profesora Jody Hey en la edición de 2005 de la revista PLos Biology, que sugiere claramente que todos los nativos de América del Norte provienen de un grupo de 70 individuos después de que el puente terrestre del mar de Bering fuera destruido hace unos 12,000 a 14,000 años.

Algunos riesgos que tendrían que enfrentar una pequeña población fundadora serían un aumento de la enfermedad genética; pérdida de la respuesta inmune robusta a enfermedades externas; y la depresión por consanguinidad general.

Sin embargo, si comenzó con especímenes increíblemente en forma (obviamente involucraría un análisis genético de algún tipo) y se cuidó mucho de emparejarlos de tal manera que se minimicen los problemas de mutación recesiva, y alentó altas tasas de natalidad (posiblemente alentando la poligamia) sería posible reponer una población humana con un grupo genético muy pequeño.

Además, otros problemas que enfrentaría una colonia espacial serían la posible exposición a la radiación y las consecuencias desconocidas de un entorno de baja gravedad a largo plazo.

Otros quoranos han estimado que se necesitaría un conjunto genético de 4.000 especímenes para lograr la diversidad genética mínima necesaria para una comunidad sostenida.

Este acervo genético sería necesario para cada miembro de la cadena alimenticia del ecosistema, desde bacterias, vida microbiana, hasta humanos.

Para probar la tecnología y el concepto necesarios en general, primero se debe establecer una colonia autosuficiente en la Antártida. El experimento es exitoso si esa colonia puede exportar sosteniblemente alimentos y otras formas de combustible sin importaciones desde el exterior.

Por favor, no mires a esto como una respuesta oficial, ya que también estoy siguiendo esto. Pero estoy publicando un par de cosas / pensamientos que he encontrado como una especie de marcador de posición. Una es de un estudio, la otra es de ciencia ficción. Tampoco puedo recordar las fuentes exactas, solo un inicio de conversación

No estoy seguro de cuánto tiempo pasó (¿quizás 20 años?), Pero un sociólogo o antropólogo llamado John Moore, de la U de Florida, calculó alrededor de 150+ como un número difícil y aún es posible con menos de 100. Creo que estaban discutiendo el viaje generacional en barco y Estoy bastante seguro de que se esperaba un crecimiento de la población en vuelo, por lo que el número de llegadas sería mucho mayor. Dos siglos de viaje rendirían de 8 a 10 generaciones. No recuerdo los índices de reemplazo, pero parecía que estaba muy controlado para tener en cuenta el consumo de recursos durante el viaje. Y hubo ventanas de tiempo de reproducción específicas para diseminar los nacimientos por las mismas razones. Creo que muchas dependencias estaban en lo que era predecible para la tecnología necesaria para ese tipo de barco y, dado que es un estudio antiguo, las cifras podrían cambiar a una población más pequeña. Pero para una respuesta “investigada” iré con 150.

La otra respuesta proviene de Science Fiction y no puedo recordar de qué libro se trataba. Fue escrito por uno de los autores más tediosos y orientados a los detalles, como Kim Stanley Robinson o Andy Weir (no creo que fuera ninguno de los dos, solo enmarca el tipo de escritor). O tal vez fue de una de las últimas novelas de Expanse post “Gate”. En el libro hubo una discusión bastante detallada sobre la población de un planeta y se rechazó el número bajo para comenzar y un número más cercano a las 5 cifras bajas era ideal. Esto tiene mucho que ver con más aspectos sociales: matrimonio o éxito de pareja, tribalismo / camarillas y algunas cosas que no se abordaron realmente en el estudio de John Moore. Además, una cosa es reproducirse en un lugar muy amigable para la vida como la Tierra, donde el mínimo esfuerzo debido a la abundancia de recursos de soporte de la vida hace que un pequeño número sea viable pero la población simplemente y un planeta similar a la Tierra requerirán mucha especialización y habilidades. Por lo tanto, para desarrollar esas habilidades y desarrollar miles de áreas diferentes de experiencia, el número de referencia debe ser bastante mayor que el requerido solo para la diversidad genética.

Es realmente una pregunta fascinante y sospecho que no hay una respuesta correcta hasta que lo intentemos. Pero mi instinto me dice que la teoría de la ciencia ficción es probablemente el mejor enfoque.

Los humanos de hoy descienden de una población muy pequeña de entre 1,000 y 10,000 parejas reproductoras que existían hace unos 70,000 años.

Teoría de la catástrofe de Toba

Como se dijo en una respuesta anterior: una apuesta mucho mejor y una forma de aumentar en gran medida la productividad de la misión, primero deberíamos intentarlo en entornos muy hostiles en la Tierra como la Antártida o Siberia y monitorear de cerca la salud de los participantes y luego intentarlo haciendo una tarea tan peligrosa.

Pero de todos modos, un grupo genético de 1000 participantes sería bastante efectivo según mi opinión, ya que tendrían que enfrentar el entorno extremadamente duro del suelo marsiano y también algunos perderían sus vidas al tratar de establecer una colonia sostenible allí. mars no cambiaría el hecho fundamental de que todavía seríamos muy humanos, no solo de carne, sino también de adentro. Nuestros sentimientos, rabia, ira y disturbios son propensos a elevarse por cuestiones de supervivencia.

¡Así que es inevitable que muchos sacrifiquen sus vidas de esta manera, pero también existiría el instinto de supervivencia que detendría un mayor daño a la colonia!

Entonces, para mí, 1000 habitantes serían un buen comienzo …

10,000. Nuestra especie se ha recuperado de tan poco como 10,000 miembros varias veces a lo largo de nuestra historia. Eso también es margen de error cero y en un planeta que nos apoya naturalmente, así que tómalo con un poco de sal …

He leído que es entre 120 y 200, dependiendo de una serie de factores, como el grado de ingeniería social, lo que está en el fondo genético para comenzar (probabilidad de cáncer), etc.

Adivina qué, ese número es> 2. ¿Adivina qué significa eso? Significa que los novelistas de la Edad del Hierro no entendieron mucho sobre la biología humana.

Entre 4,000 (mínimo absoluto, y puede que no sobreviva más de un par de cientos de años), y 100,000 (lo más probable es que sobreviva).

Cuello de botella poblacional – Wikipedia

Ahora puede haber maneras de aliviar esos límites, pero se trata de unir genes para expandir la diversidad de la población más rápido de lo que la naturaleza puede hacerlo. Las matrices artificiales ayudarían mucho.

Bueno, Battlestar Galactica no sería mi primera parada cuando busco una respuesta científica.

Basado en este artículo (Población mínima viable) y en este artículo (Teoría de la catástrofe de Toba), sugeriría que de cinco a diez mil podría ser una población viable para un futuro sostenible, y tal vez incluso tan solo mil o dos.

Pero un científico de la población sería una mejor fuente de información que yo, y mejor que Battlestar Galactica.

Necesitaremos mucha gente, pero en realidad necesitamos un excedente de población estable. Podría enviar un millón de personas y eso no sería suficiente si tuviera un hábitat inestable. Si envía solo 1 mil personas que tienen los medios para aumentar su población de manera constante, entonces es exitoso.

¡Gracias por la pregunta!

Bueno, he escuchado que el número de personas requeridas para alcanzar la “masa crítica” es de 10 000.