Próbki genetyczne rybki z Hawajów polecą na Księżyc. To na początek

Plan ochrony zagrożonej różnorodności biologicznej Ziemi przygotowali naukowcy ze Smithsonian Institution w Stanach Zjednoczonych. Chcą stworzyć na Księżycu biorepozytorium, w którym byłyby przechowywane zamrożone próbki genetyczne początkowo najbardziej zagrożonych zwierząt na Ziemi, a docelowo jak największej liczby spośród wszystkich żyjących na Błękitnej Planecie gatunków. Autorzy badania podkreślają, że w stale zacienionych kraterach Księżyca panuje tak niska temperatura, że kriokonserwacja próbek nie wymagałaby korzystania z energii elektrycznej lub ciekłego azotu. W procesie kriokonserwacji komórki lub tkanki zwierzęce (w tym ludzkie) przechowywane są zwykle w temperaturze wrzenia ciekłego azotu, czyli -196 stopni Celsjusza. W takich warunkach ustaje wszelka aktywność biologiczna, między innymi reakcje biochemiczne prowadzące do śmierci komórkowej. Technologię tę stosuje się m.in. do mrożenia plemników, komórek jajowych albo zarodków powstałych w trakcie procedury in vitro.

W Instytucie Biologii Morskiej na Hawajach badacze zamrozili próbki pobrane od kilku osobników gatunku Asterropteryx semipunctata. To pospolita ryba z rodziny babkowatych występującej na rafach koralowych wokół Hawajów. Ich płetwy zawierają łatwe w kriokonserwacji fibroblasty, czyli komórki skóry, które są podstawowym materiałem przechowywanym w biorepozytorium należącego do Smithsonian Institution Narodowego Muzeum Historii Naturalnej w Waszyngtonie. Naukowcy zaznaczyli, że w przypadku gatunków zwierząt, które nie mają skóry, takich jak bezkręgowce, można zamrażać osobniki w różnych stadiach rozwojowych, na przykład larwy.

Tkanki mierzących około ośmiu centymetrów rybek zostaną poddane testom, by sprawdzić na przykład, jak wpłyną na nie promieniowanie na Księżycu - od 200 do 1000 razy silniejsze od ziemskiego - albo mikrograwitacja. Wyniki prac posłużą m.in. opracowaniu opakowań, w których próbki byłyby dostarczone do biorepozytorium. Później badacze planują jeszcze wysłać próbki na Międzynarodową Stację Kosmiczną.

- Początkowo do księżycowego biorepozytorium trafiłby materiał biologiczny najbardziej zagrożonych ziemskich gatunków. Naszym ostatecznym celem jest jednak kriokonserwacja większości gatunków na Ziemi - powiedziała dr Mary Hagedorn, specjalistka w dziedzinie biologii morskiej, kriobiolożka i główna autorka artykułu.

Inspiracją dla badaczy były doświadczenia Globalnego Banku Nasion Svalbard na norweskiej wyspie Spitsbergen. Ta instytucja przechowuje zamrożone nasiona ponad miliona roślin jadalnych z całego świata. Ponieważ bank mieści się w tunelu wydrążonym w wiecznej zmarzlinie do głębokości około 120 metrów pod ziemią, jego twórcy uważali, że zamrożone próbki mogłyby w nim przetrwać nawet w przypadku awarii zasilania elektrycznego. Jednak w 2017 roku kolekcję nasion zaczęła zalewać woda z topniejącej wiecznej zmarzliny. Chociaż niebezpieczeństwo zażegnano, a budynek Globalnego Banku Nasion uszczelniono, okazało się, że zmiany klimatu zagrażają nawet ośrodkom na dalekiej Północy. - Nasiona przechowuje się w stosunkowo łatwej do uzyskania i utrzymania temperaturze około -18 st. C, jednak kriokonserwacja komórek zwierzęcych w temperaturze -196 st. C wymaga stałego zapewnienia energii elektrycznej i dostaw ciekłego azotu, a także ciągłej pracy personelu. Każdy z tych trzech elementów jest potencjalnie podatny na zakłócenia, które mogą zniszczyć całą kolekcję - tłumaczyła dr Hagedorn. Dodała, że dlatego właśnie podjęto prace nad sposobami pasywnego utrzymania temperatury koniecznej do kriokonserwacji próbek. A ponieważ tak niska temperatura nie występuje naturalnie na Ziemi, naukowcy pomyśleli o Księżycu.

Głębokie kratery w okolicach biegunów Księżyca nigdy nie są oświetlane światłem słonecznym, panuje w nich temperatura sięgająca około -240 st. C. W takich warunkach przechowywanie pojemników z próbkami nie wymagałoby dodatkowych zabiegów ani infrastruktury. Zagrożeniem dla DNA tkanek na Srebrnym Globie byłoby jednak promieniowanie kosmiczne. Dlatego autorzy badania chcą jeszcze sprawdzić m.in. to, czy możliwe byłoby stworzenie banku materiału biologicznego pod powierzchnią Księżyca lub w grubościennych bunkrach wybudowanych z tamtejszych skał.

- Jeśli życie na Ziemi zostanie całkowicie zniszczone, to biorepozytorium nie będzie miało znaczenia. Ale może pomóc równoważyć skutki klęsk żywiołowych i zwiększyć możliwości podróży kosmicznych. To inne podejście do ochrony różnorodności biologicznej Ziemi. A życie jest cenne i - o ile nam wiadomo - rzadkie we wszechświecie - powiedziała dr Hagedorn.