Ученые предлагают заморозить клетки исчезающих животных и сохранить их на Луне

Фото из открытых источников

Согласно исследованию, проведенному Смитсоновским институтом, затененные области в лунных кратерах могут быть достаточно холодными, чтобы защитить ДНК видов в условиях «климатических и социальных катастроф» на Земле.

Поскольку все больше видов оказываются под угрозой исчезновения, ученые предложили амбициозную идею по сохранению биоразнообразия планеты: создать резервное хранилище генетических данных животных, замороженное и хранящееся на Луне.

В статье, опубликованной в журнале BioScience, исследователи предлагают собрать коробку, полную криоконсервированных клеток различных видов животных, а затем отправить ее в затененный регион на Луне, где условия естественно достаточно холодные, чтобы сохранить образцы замороженными.

«Цель на самом деле — создать биорепозиторий, чтобы обеспечить долгосрочную защиту видов от вымирания», — говорит соавтор исследования Джон Бишоф, инженер, изучающий криобиологию в Университете Миннесоты. «Это способ на самом деле убрать действительно важный генетический материал в место, где он будет в безопасности, потенциально, для поколений».

Идея хранилища для защиты биоразнообразия вынашивалась десятилетиями. Ведущий автор Мэри Хагедорн, старший научный сотрудник Смитсоновского национального зоопарка и Института биологии охраны природы, провела 20 лет, работая над криоконсервацией кораллов. Теперь эксперты по всей планете работают над созданием коралловых биобанков, в которых будут храниться образцы всех видов кораллов на Земле. В прошлом году другая исследовательская группа под руководством Хагедорна успешно криоконсервировала и оживила фрагменты кораллов в первой в мире попытке сохранения.

Биорепозиторий на Луне будет следовать той же идее, но для более широкого круга животных. Команда пока не приняла окончательного решения о том, какие именно существа будут включать свои клетки, но они могут сосредоточиться на опылителях, исчезающих видах , инженерах экосистем и животных, имеющих культурное значение . План состоит в том, чтобы использовать тип клеток кожи, известный как фибробластная клетка, которую можно легко криоконсервировать. Для видов, у которых нет кожи, команда может включить личинки или репродуктивные клетки.

Когда клетки криоконсервируются, они все еще живы, а это значит, что их можно оживить и клонировать, сообщает Таня Процишин из Guardian . Но криоконсервированные клетки должны быть заморожены при температуре минус 196 градусов по Цельсию. «Если температура сильно отличается от этой, это начинает повреждать материал», — говорит Хагедорн.

На Земле это означает, что образцы должны охлаждаться жидким азотом и электричеством и обслуживаться человеческим персоналом. Нарушение любого из этих ресурсов может поставить под угрозу коллекцию. Но в постоянно затененных регионах Луны, которые никогда не получают солнечного света, например, на дне кратеров вблизи ее полюсов, температура окружающей среды может быть достаточно низкой, чтобы поддерживать жизнеспособность криоконсервированных клеток без какого-либо обслуживания или искусственной системы охлаждения, сообщает команда.

Часть вдохновения ученых черпается из Всемирного хранилища семян на Шпицбергене, Норвегия, также известного как хранилище «судного дня». Там более миллиона образцов семян, представляющих почти каждую страну мира, хранятся в комнатах, высеченных в скалистом склоне горы под вечной мерзлотой, которая естественным образом охлаждает их. Хранилище работает как предохранительное устройство для защиты ключевых видов растений на случай, если с ними что-то случится на остальной планете.

Но в 2017 году хранилище семян было затоплено водой из-за таяния вечной мерзлоты на фоне изменения климата. Ни одно семя не было потеряно, но инцидент стал сигналом для исследовательской группы о том, что даже, казалось бы, безопасные места на Земле могут быть уязвимы для стихийных бедствий. Затем, в 2022 году, часть национальной коллекции семян Украины была уничтожена российской бомбой.

«Мы видим начало как климатических катастроф, так и социальных катастроф, которые могут столкнуться способами, которые мы просто не можем себе представить», — говорит Хагедорн. О необходимости биохранилища она говорит: «Я думаю, всегда хорошо быть готовым к будущему, несмотря ни на что».

Конечно, даже на Луне коллекция животных клеток столкнется с угрозами. Имея лишь тонкую атмосферу , Луна подвергается воздействию солнечной и космической радиации, которая может разрушить ДНК. Чтобы бороться с этим, команда планирует разработать и протестировать коробку, которая сможет защитить криоконсервированные образцы от радиации по пути к месту назначения на Луне, а затем закопать хранилище на несколько метров под землей, где оно будет защищено камнями.

«Авторы хорошо справляются с изложением многих проблем», — говорит Бенджамин Гринхаген , планетолог из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса, который не принимал участия в исследовании. Но лунная пыль, которая прилипает к материалам и «проникает во все», может стать еще одной проблемой, добавляет он. «Если для их хранения потребуются механизмы или уплотнения, они захотят рассмотреть возможность снижения воздействия пыли с самых ранних стадий».

Пока что исследователям удалось криоконсервировать образцы кожи рифовой рыбы, известной как звездный бычок. Хотя сам бычок не находится под угрозой исчезновения, он является ключевым видом для здоровья коралловых рифов.

Команде еще предстоит продумать множество проблем, прежде чем их план сможет воплотиться в жизнь. Но, обнародовав свою идею, они надеются найти новых партнеров, которые смогут привнести в работу свежие перспективы.

«Одной из главных причин, по которой мы написали эту статью, было желание заставить людей задуматься и привлечь более широкую аудиторию», — говорит Хагедорн. «Нам нужно больше людей, которым интересно работать с нами, слышать их голос, слышать их концепции».

Им также придется выстраивать отношения на международном уровне и учитывать культурные аспекты своей работы. «На Земле есть сообщества, для которых Луна священна», — говорит Гринхаген. «Авторы должны активно взаимодействовать с этими сообществами и искать инклюзивный путь вперед».

Скоро у исследователей может появиться возможность проверить свою идею. Когда в июле NASA отменило запланированную миссию VIPER на южный полюс Луны из-за бюджетных проблем, в предстоящем космическом полете в сентябре 2025 года осталось вакантное место. Исследователи услышали, что NASA ищет предложения проектов, которые могли бы заполнить это место, поэтому они собрались и составили план.

«У нас есть макет или дизайн для коробки, в которой мы будем перевозить образцы», — говорит Хагедорн. Целью было бы запустить коробку в полет, измерить уровень радиации снаружи и внутри, а затем провести эксперименты на Земле, подвергая криоконсервированные клетки этому уровню радиации.

Она ожидает услышать, получили ли они место в миссии в течение двух недель. Они также изучают возможность проведения экспериментов на Международной космической станции.

Некоторые другие эксперты сомневаются, является ли лунное биохранилище лучшим решением для исчезающих видов в настоящее время. «Стоимость и усилия, необходимые для создания такого ресурса на Луне, будут весьма существенными и отвлекут от текущих усилий по сохранению», — сказал Роб Брукер , глава экологических наук в Институте Джеймса Хаттона в Шотландии, который не принимал участия в исследовании.

«Я не думаю, что это правильная идея на данный момент», — сказал Ноа Гринвальд, директор по исчезающим видам в Центре биологического разнообразия. «Я думаю, нам действительно нужно сосредоточиться на защите большего количества природного мира, чтобы мы не теряли виды в первую очередь».

Но для Хагедорн условия на Земле уже требуют хранилища биоразнообразия животных. Она говорит, что лучшим временем для отправки этих образцов на Луну была «на самом деле прошлая неделя».

«Жизнь драгоценна и, насколько нам известно, редка во Вселенной», — говорит Хагедорн в своем заявлении. «Это биохранилище обеспечивает другой, параллельный подход к сохранению драгоценного биоразнообразия Земли».