Về mặt lý thuyết di truyền và sinh học hiện đại, việc chỉnh sửa mã di truyền để một loài động vật sống hoàn toàn trong môi trường không có oxy (kị khí tuyệt đối hay kị khí bắt buộc) mà không gặp phải các vấn đề sinh lý nghiêm trọng gần như là điều không thể.

Dù chúng ta có thể chèn các gen mã hóa cho cơ chế hô hấp kị khí từ vi khuẩn hay các loài vi sinh vật khác vào động vật, cấu trúc và quy mô của một cơ thể động vật đa bào vẫn đặt ra những rào cản sinh lý không thể vượt qua.

1. Giới hạn về năng lượng: "Khủng hoảng năng lượng" ở cấp tế bào
Oxy đóng vai trò là chất nhận electron cuối cùng trong chuỗi hô hấp tế bào (hô hấp hiếu khí).

Hô hấp hiếu khí (có O₂): Một phân tử glucose tạo ra khoảng 30 - 32 ATP (đồng tiền năng lượng của tế bào).
Lên men / Hô hấp kị khí (không O₂): Một phân tử glucose chỉ tạo ra vỏn vẹn 2 ATP.
Các loài động vật đa bào (đặc biệt là động vật có vú hoặc động vật có hệ thần kinh phát triển) sở hữu mật độ tế bào khổng lồ và các cơ quan tiêu tốn cực kỳ nhiều năng lượng như não bộ, tim, cơ bắp và thận. Nếu chuyển sang sống kị khí hoàn toàn:

Nguồn cung cấp ATP sẽ giảm hơn 90%.
Cơ thể không đủ năng lượng để duy trì điện thế màng tế bào, duy trì nhiệt độ cơ thể (đối với động vật biến nhiệt/đẳng nhiệt) hay vận hành hệ thần kinh phức tạp.
2. Sự tích tụ chất độc sinh học và lệch lạc pH
Khi sinh vật thực hiện hô hấp kị khí (như lên men lactic hoặc lên men cồn):

Các sản phẩm phụ như acid lactic hoặc ethanol sẽ tích tụ nhanh chóng trong mô và máu.
Sự tích tụ acid lactic gây ra hiện tượng nhiễm toan chuyển hóa (metabolic acidosis) nghiêm trọng, làm hạ pH trong máu, biến tính enzyme, phá hủy cấu trúc tế bào và dẫn đến tử vong.
Ngay cả một số ít loài động vật có khả năng chịu đựng tình trạng thiếu oxy phi thường trong tự nhiên (như cá chép vàng Carassius auratus — loài có khả năng chuyển hóa acid lactic thành ethanol để thoát ra qua mang khi sống dưới băng mùa đông), chúng cũng chỉ có thể duy trì cơ chế này tạm thời và phải đưa cơ thể vào trạng thái suy giảm chuyển hóa sâu (gần như ngừng hoạt động).

3. Vấn đề về quy mô cơ thể và sự khuếch tán
Trong tự nhiên, chỉ có duy nhất một nhóm động vật đa bào rất nhỏ được ghi nhận có thể sống hoàn toàn không cần oxy trong suốt đời sống của chúng: loài ngành Loricifera (Spinoloricus cinziae) sống ở đáy biển sâu Địa Trung Hải.

Chúng không có ty thể (mitochondria) mà sử dụng một cơ quan tử gọi là hydrogenosome để tạo năng lượng.
Tuy nhiên, các sinh vật này có kích thước nhỏ hơn 1mm (chỉ cỡ một hạt cát).
Ở kích thước cực nhỏ, nhu cầu năng lượng rất thấp và các chất thải có thể khuếch tán trực tiếp ra môi trường. Nếu áp dụng mã di truyền này lên một động vật lớn hơn (như chuột, chó hay con người), hệ thống tuần hoàn và kích thước cơ thể lớn sẽ khiến chất độc bị kẹt lại và tế bào bị "chết đói" năng lượng ngay lập tức.

4. Mất khả năng tổng hợp các chất sinh học thiết yếu
Oxy không chỉ dùng để tạo ATP mà còn tham gia vào các phản ứng hóa sinh quan trọng khác:

Tổng hợp Collagen: Enzyme cần thiết để tạo nên cấu trúc da, xương, mạch máu (prolyl hydroxylase) bắt buộc phải sử dụng phân tử $O_2$.
Tổng hợp Steroid và Lipid: Quá trình tạo màng tế bào và hormone sinh dục cần phản ứng oxy hóa.
Nếu loại bỏ hoàn toàn sự có mặt của $O_2$, cơ thể động vật sẽ không thể tự sửa chữa cấu trúc xương, mô liên kết hay duy trì tính toàn vẹn của màng tế bào.

Kết luận
Nếu chúng ta biến đổi gen của một loài động vật để nó sống không cần oxy, kết quả nhận được sẽ không phải là một con vật khỏe mạnh bình thường:

Nếu đó là động vật lớn: Nó sẽ rơi vào trạng thái hôn mê, nhiễm độc sinh học, suy đa cơ quan và chết chỉ sau vài phút đến vài giờ.
Nếu muốn nó sống sót dài lâu: Chúng ta sẽ phải "cải tạo" loài đó đến mức tiêu giảm toàn bộ hệ thần kinh, hệ vận động, thu nhỏ kích thước xuống dưới 1mm, biến nó thành một sinh vật cực kỳ đơn sơ giống như ký sinh trùng hoặc vi sinh vật. Khi đó, nó đã mất đi hoàn toàn những đặc tính sinh lý đặc trưng của một loài động vật phức tạp.

Sự suy giảm năng lượng nghiêm trọng
- Hụt nguồn năng lượng chính: Oxy giúp tế bào tạo ra lượng lớn năng lượng (gọi là ATP) thông qua hô hấp hiếu khí.
- Chuyển đổi kém hiệu quả: Nếu buộc phải dùng con đường không cần oxy (hô hấp kỵ khí), tế bào chỉ tạo ra được một lượng rất nhỏ năng lượng so với bình thường.
- Kiệt sức tế bào: Các cơ quan trong cơ thể sẽ nhanh chóng rơi vào tình trạng thiếu năng lượng để hoạt động duy trì sự sống.

Sự tích tụ chất độc hại
- Sinh ra axit lactic: Quá trình trao đổi chất không có oxy thường tạo ra các sản phẩm phụ như axit lactic hoặc cồn.
- Nhiễm độc cơ thể: Khi các chất này tích tụ quá nhiều trong máu và mô, chúng sẽ làm thay đổi độ pH, phá hủy tế bào và gây tử vong.

Tổn thương các cơ quan thiết yếu
- Não bộ ngừng hoạt động: Bộ não của động vật tiêu thụ rất nhiều năng lượng. Thiếu năng lượng trầm trọng sẽ khiến não mất khả năng kiểm soát ngay lập tức.
- Tim suy yếu: Cơ tim cần đập liên tục và đòi hỏi nguồn năng lượng khổng lồ mà quá trình không có oxy không thể đáp ứng lâu dài.

Rào cản tiến hóa toàn diện
- Hệ thống phức tạp: Khả năng sống không có oxy đòi hỏi sự thay đổi đồng bộ của hàng loạt cơ quan, từ hệ tuần hoàn, hệ bài tiết đến cấu trúc màng tế bào.
- Không thể chỉ sửa một vài gen: Một vài thay đổi đơn lẻ không đủ để bù đắp sự thiếu hụt sinh lý cốt lõi của sinh vật đa bào.