Вчені пропонують план створення біосховища на Місяці

Пропоноване місячне біосховище може дозволити зберігати генетичні зразки без потреби в електроенергії чи рідкому азоті. Нове дослідження під керівництвом вчених зі Смітсонівського інституту пропонує план захисту біорізноманіття Землі, яке знаходиться під загрозою, шляхом кріогенного збереження біологічного матеріалу на Місяці. За словами дослідників, постійні затінені кратери Місяця достатньо холодні для кріогенного зберігання без потреби в електроенергії чи рідкому азоті.

Стаття, опублікована в BioScience та написана у співпраці з дослідниками зі Смітсонівського національного зоопарку та Інституту природоохоронної біології (NZCBI), Смітсонівського національного музею природної історії, Смітсонівського національного музею авіації та космонавтики та іншими, окреслює дорожню карту створення місячного біосховища. , включно з ідеями щодо управління, типами біологічних матеріалів, які потрібно зберігати, і планом експериментів для розуміння та розв’язання таких проблем, як радіація та мікрогравітація. Дослідження також демонструє успішну кріоконсервацію зразків шкіри риби, які зараз зберігаються в Національному музеї природної історії.

Бачення та натхнення

«Спочатку місячне біосховище було б націлено на найбільш ризиковані види на Землі сьогодні, але нашою кінцевою метою було б кріоконсервувати більшість видів на Землі», — сказала Мері Хагедорн, кріобіолог з NZCBI та провідний автор статті. «Ми сподіваємося, що, поділившись нашим баченням, наша група зможе знайти додаткових партнерів для розширення розмови, обговорення загроз і можливостей, а також проведення необхідних досліджень і випробувань, щоб зробити це біосховище реальністю».

Пропозиція черпає натхнення з Глобального насіннєвого сховища на Свальбарді, Норвегія, яке містить понад 1 мільйон заморожених сортів насіння та функціонує як резервне копіювання світового біорізноманіття культур на випадок глобальної катастрофи. Завдяки своєму розташуванню в Арктиці майже на 400 футів під землею, сховище було призначено для зберігання колекції насіння в замороженому стані без електрики. Однак у 2017 році танення вічної мерзлоти загрожувало колекції потопом талих вод. Відтоді насіннєве сховище було водонепроникним, але інцидент показав, що навіть арктичний підземний бункер може бути вразливим до зміни клімату.

На відміну від насіння, тваринні клітини потребують значно нижчих температур зберігання для збереження (-320 градусів за Фаренгейтом або -196 градусів за Цельсієм ). На Землі для кріоконсервації тваринних клітин потрібен рідкий азот, електроенергія та людський персонал. Кожен із цих трьох елементів потенційно вразливий до збоїв, які можуть знищити цілу колекцію, сказав Хагедорн.

Щоб зменшити цю вразливість, вченим потрібен був спосіб пасивної підтримки температури зберігання кріоконсервації. Оскільки таких низьких температур на Землі не існує, Хагедорн та її співавтори подивилися на Місяць.

У полярних регіонах Місяця є численні кратери, які ніколи не потрапляють на сонячне світло через їх орієнтацію та глибину. Ці так звані постійно затінені області можуть мати температуру -410 градусів за Фаренгейтом (-246 градусів за Цельсієм) — більш ніж достатньо для пасивного зберігання кріоконсервації. Щоб блокувати випромінювання, що пошкоджує ДНК у космосі, зразки можна зберігати під землею або всередині споруди з товстими стінами, зробленими з місячного каміння.

Поточні дослідження та майбутні напрямки

У Гавайському інституті морської біології дослідницька група кріоконсервувала зразки шкіри рифової риби під назвою зірчастий бичок. Плавці містять тип клітин шкіри, які називаються фібробластами, основний матеріал, який буде зберігатися в біосховищі Національного музею природної історії. Коли справа доходить до кріоконсервації, фібробласти мають ряд переваг перед іншими типами клітин, які зазвичай кріоконсервуються, такими як сперма, яйцеклітини та ембріони. Наука ще не може надійно зберегти сперму, яйцеклітини та ембріони більшості видів дикої природи. Однак для багатьох видів фібробласти можна легко кріоконсервувати. Крім того, фібробласти можна зібрати зі шкіри тварини, що простіше, ніж яйця або сперму. Для видів, які самі по собі не мають шкіри, наприклад безхребетних, Хагедорн сказав, що команда може використовувати різноманітні типи зразків залежно від виду, включаючи личинки та інші репродуктивні матеріали.

Наступні кроки полягають у тому, щоб розпочати серію тестів радіаційного опромінення для кріоконсервованих фібробластів на Землі, щоб допомогти розробити упаковку, яка могла б безпечно доставити зразки на Місяць. Команда активно шукає партнерів і підтримку для проведення додаткових експериментів на Землі та на борту Міжнародної космічної станції. Такі експерименти забезпечать надійне тестування здатності прототипу упаковки витримувати радіацію та мікрогравітацію, пов’язану з космічними подорожами та зберіганням на Місяці.

Якщо їхня ідея стане реальністю, дослідники передбачають місячне біосховище як державну організацію, яка включатиме державних і приватних спонсорів, наукових партнерів, країни та представників громадськості з механізмами спільного управління, подібними до Свальбардського глобального насіннєвого банку.

«Ми не кажемо, що якщо Земля зазнає невдачі — якщо Земля буде біологічно знищена, це біосховище не матиме значення», — сказав Хагедорн. «Це має на меті допомогти компенсувати стихійні лиха та, потенційно, збільшити космічні подорожі. Життя є цінним і, наскільки ми знаємо, рідкісним у Всесвіті. Це біосховище забезпечує інший, паралельний підхід до збереження дорогоцінного біорізноманіття Землі».