Minha lua para preservar espécies ameaçadas de extinção

Mary Hagedorn passou décadas estudando a reprodução de corais como parte de um esforço para salvar os recifes de serem destruídos pelo rápido aquecimento dos oceanos. Para coletar fragmentos preciosos de nova vida de coral, ela deve sincronizar cuidadosamente suas atividades com as fases da lua.

Os corais se reproduzem na lua cheia ou perto de uma nevasca de espermatozóides e ovos em águas cintilantes, mas a imprevisibilidade da qual os corais da lua cheia escolhem faz do trabalho de campo uma aposta. Em uma viagem, “nós mergulhamos por 60 noites seguidas” antes de capturar o momento mágico, diz Hagedorn.

A paciência e a persistência necessárias para coletar espermatozóides de coral, criopreserve -a, transportá -lo para o laboratório para criar larvas de coral e depois liberá -las para o oceano, poderia servir a ela bem para outra missão planejada: um tiro na lua literal para preservar organismos ameaçados.

Perfis de carreira cientistas que trabalham

Hagedorn, um cientista de pesquisa do Smithsonian Conservation Biology Institute em Kāne’ohe, Havaí, faz parte de uma equipe interdisciplinar propondo construir um repositório congelado em uma área polar permanentemente sombreada no lado mais distante da lua. Inicialmente, o esforço se concentraria em criopremar uma verdadeira arca da vida animal da Terra. Começaria por amostras de tecido bancárias de animais ameaçados e ameaçados, bem como de espécies prioritárias. Isso incluiria polinizadores e engenheiros de ecossistemas, como os castores, que, através da construção de barragens, criam sistemas inteiros de ambientes aquáticos para outros organismos. Hagedorn e dez colaboradores publicaram a idéia biororrepositiva lunar em 2024 no diário Biociência Como um plano de backup para a biodiversidade – uma maneira de introduzir a vida de volta à Terra ou a outros planetas, em caso de perda catastrófica (M. Hagedorn et al. Biociência 74561-566; 2024).

Ela compara o repositório planejado ao Svalbard Global Seed Vault na Noruega do Ártico, que armazena sementes de importância genética para alimentos, agricultura e biodiversidade em uma caverna rochosa de profundidade sob uma montanha gelada realizada a -18 ° C. É uma idéia ambiciosa que enfrenta muitos desafios, incluindo um clima político em que a ciência nos Estados Unidos e além está sendo prejudicada e subfinanciada, especialmente quando relacionada aos impactos das mudanças climáticas. No entanto, a idéia biororrepositiva lunar está ganhando tração e recebendo consideração séria.

“Queríamos algo que pudesse agir como Svalbard”, mas não há lugar na terra que seja naturalmente frio o suficiente, diz Hagedorn. Até a Svalbard precisa de refrigeração para manter suas amostras congeladas. Em 2016, temperaturas extraordinariamente quentes do inverno enviaram uma enxurrada de água derretida para a entrada do cofre. Foi um alerta para uma instalação considerada uma segura de falhas, porque está cercada por permafrost.

Pensando grande e extraterrestialmente, Hagedorn argumentou que o Pólo Sul lunar é poupado dos caprichos do clima e da temperatura (consulte ‘Perguntas e respostas de fogo rápido’). Ser armazenado sob a superfície da lua, também protege as amostras de outro fator prejudicial: a radiação. Outra vantagem é a falta da lua (até agora) de guerra, violência, desastres naturais, superpopulação e depleção de recursos. As amostras podem ser armazenadas e recuperadas usando robôs semelhantes aos mars de Marte.

Abordando as críticas de que a recuperação de amostras pode ser um desafio, Hagedorn responde que, exceto um apocalipse, “estaremos viajando para o espaço regularmente no futuro”.

Perguntas e respostas de fogo rápido

Se você pudesse fazer uma visita ao site para um biorrepositório na lua, você iria?

Em um batimento cardíaco. Eu adoraria entrar no espaço. Na verdade, me inscrevi para ser um astronauta com a NASA, mas minha visão não era boa o suficiente.

Todo autor em nosso 2024 Biociência Artigo propondo o biororrepositório é como eu-eles são astronautas frustrados, fãs de ficção científica ou ambos.

Como sua equipe de biorrepositório se uniu?

Por volta de 2015, eu estava dando uma palestra em Londres sobre biorrepositórios em geral. Eu disse: “Sabe, um dos melhores lugares que provavelmente poderíamos ter um biorrepositório está na lua”.

Então, trouxe esse conceito na Smithsonian Institution, em Washington DC, e a resposta de meus colegas de lá foi: “isso é realmente estúpido – não faça isso”. Então eu não persegui por cerca de quatro anos. Mas durante a pandemia Covid-19, tive algum tempo e decidi reunir um grupo, encontrando-me em zoom. Apenas cresceu a partir daí.

Qual é o maior desafio para tirar esse projeto?

Dinheiro. Este projeto cobrirá tantas áreas diferentes, da engenharia espacial à ética, e haverá muitas mudanças científicas e avanços.

É tudo novo território; Eu acho que isso vai ser muito emocionante. Só temos que ser pacientes e tentar obter alguns pequenos subsídios para nos manter em andamento. Haverá uma maneira.

Localização, localização, localização

Um local preferido para um bio-reprojetário lunar fica em uma cratera com cerca de 6 quilômetros de profundidade, “muito mais fundo que o Grand Canyon” no Arizona, diz Hagedorn. Neste espaço permanentemente sombreado, a temperatura é estável – com −196 ° C ou abaixo ou abaixo de 196 ° C.

Proteger a vida da Terra deve ser uma das principais prioridades na pressa de retirar os locais lunares da indústria e da pesquisa, argumentam Hagedorn e seus co-autores, cuja experiência abrange criobiologia, medicina, engenharia, pesquisa atmosférica, biologia de corais e peixes e direito e políticas. Eles emitiram uma chamada aberta para que outras pessoas colaborassem neste ambicioso programa de décadas.

O processo começaria por amostras de pele bancárias que contêm células de fibroblastos. Esses fibroblastos são isolados de um processo de cultura celular e depois criopreservados. Mais tarde, eles podem ser descongelados e transformados em esperma e células de ovos das espécies específicas. Eventualmente, organismos inteiros podem ser reintroduzidos em seu habitat natural.

Uma sessão na sauna pode salvar sapos ameaçados

Como prova de conceito, a equipe testará uma espécie na estação espacial internacional. Os pesquisadores planejam as barbatanas pélvicas de Cryopreserve de um peixe que reside de coral, apropriadamente chamado The Starry Goby (Asterropteryx semipunctata) e testá -los no espaço para sensibilidade à radiação e microgravidade. Eles também refinam os materiais de armazenamento ideais para células criopreservadas e estudarão como o armazenamento congelado no espaço afeta o DNA e a capacidade de derivar e cultivar células de amostras de barbatana descongeladas.

Uma vez que a equipe trabalha com os gobies estrelados, ele quer expandir para outras espécies. Há planos de colaborar com a amostragem de escala continental já sendo realizada por entidades como a Rede Nacional de Observatório Ecológico, que é financiado pela Fundação Nacional de Ciências (NSF) dos EUA e coleta 100.000 amostras biológicas anualmente de água doce e habitats terrestres.

Criobiologia, corais e missões lunares nem sempre eram o foco de Hagedorn. Depois de obter um doutorado em biologia marinha no Scripps Institute of Oceanography em La Jolla, Califórnia, em 1983, Hagedorn estudou a fisiologia de peixes elétricos e um peixe ciclídeo (Astatotilapia burtoni) como bolsista de pós -doutorado. Essa pesquisa terminou abruptamente após um acidente de barco na Amazônia peruana matou a vida de dois colegas. Hagedorn não conseguiu voltar, mas percebeu que queria trabalhar nos impactos dos oceanos quentes, o que a levou a branquear e morrer coral – o canário do oceano na mina de carvão.

Um artigo do fisiologista molecular canadense Ken Storey, sobre a capacidade dos sapos de árvores de congelar sólidos no inverno e descongelar novamente na primavera (KB Storey e JM Storey Sci. Sou. 26392-97; 1990), provocou a idéia de usar a criobiologia para o trabalho de conservação do oceano. “Nada havia sido feito na época com a preservação criogmática de corais”, diz Hagedorn. Ela recebeu uma bolsa de meio de carreira na Smithsonian Institution, em Washington DC, em 1996, para começar a trabalhar na criopreservação de peixes-incryo. Em 2004, ela transferiu seu grupo de laboratório para o Havaí, expandindo o escopo de seu trabalho para incluir o desenvolvimento de técnicas para a criopreservação de coral.

Mehmet Toner, engenheiro biomédico da Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts, que conhece Hagedorn há mais de 30 anos, diz: “Não acho que haja mais ninguém no mundo que conheça biologia de coral e criobiologia como ela”.

Toner, Hagedorn e seus colegas são financiados pelo NSF como parte do programa ATP-BIO, que reúne parceiros da indústria, academia, setor sem fins lucrativos e governo para investigar como crio-preservar e armazenar amostras que variam de células a organismos inteiros.

A pesquisa de criobiologia de toner inclui trabalho para entender como congelar e descongelar as células sem danificá -las. “Quando aprendi sobre o pólo lunar do sul em temperaturas criogênicas, provocou meu interesse”, diz Toner, co-autor da proposta biororrepositiva lunar.

Moonstruck Collaborators

A criobiologia envolvida na preservação da vida em um espectro da biodiversidade é extremamente complexa, explica ele. “Você está levando uma coisa viva para -196 ° C e trazê -la de volta” para a temperatura de seu habitat, viva. “Eu chamo isso de milagre.” Ao mesmo tempo, ele observa que as técnicas de criobiologia avançaram significativamente nos últimos 20 a 30 anos. “É muito mais previsível e factível agora”, diz ele.

Toner observa que sua equipe não é a única que disputa o setor imobiliário lunar. “Essa parte da lua está se tornando muito popular”, com os cientistas também propondo crateras polares como locais para minas, telescópios e habitação humana temporária. De fato, o programa Artemis da NASA, que pretende pousar nos humanos na lua novamente, está incentivando a exploração dos recursos lunares.

John Bischof, bioengenheiro da Universidade de Minnesota em Minneapolis e diretor da ATP-Bio, observa o talento de Hagedorn para identificar os cientistas a se juntarem à sua equipe. “Ela o levará à colaboração, mostrará exatamente onde você pode fazer a contribuição e explicar por que é tão importante. Então, mesmo antes de fazer qualquer coisa, você está tão empolgado”, diz ele, descrevendo -a como entusiasmada e empática. “É divertido estar perto de alguém como Mary”, diz Bischof, descrevendo -a como “desviada de um bom sentido”.

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Claire Lager, gerente de laboratório de Hagedorn desde 2016, e uma vez que seu estudante de graduação observa que “alguém que quer colocar as coisas na lua tem que ser otimista, entusiasmado e muito, muito carismático”, e que Hagedorn marque todas as caixas.