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Cientistas do Smithsonian propõem um biorrepositório lunar para a biodiversidade da Terra, aproveitando as crateras frias e permanentemente sombreadas da lua para preservação criogênica. Este plano inovador, inspirado no Svalbard Global Seed Vault, busca abordar desafios como radiação e microgravidade, e envolve colaboração entre vários institutos do Smithsonian. Ao criopreservar material biológico das espécies de maior risco, esta iniciativa visa fornecer uma salvaguarda contra desastres naturais e apoiar a futura exploração espacial. Crédito: SciTechDaily.com
Um biorrepositório lunar proposto pode permitir o armazenamento de amostras genéticas sem a necessidade de eletricidade ou nitrogênio líquido.
Nova pesquisa liderada por cientistas do Smithsonian propõe um plano para salvaguardar a biodiversidade ameaçada da Terra preservando criogenicamente material biológico na lua. As crateras permanentemente sombreadas da lua são frias o suficiente para preservação criogênica sem a necessidade de eletricidade ou nitrogênio líquido, de acordo com os pesquisadores.
O artigo, publicado em Biociências e escrito em colaboração com pesquisadores do Smithsonian's National Zoo and Conservation Biology Institute (NZCBI), do Smithsonian's National Museum of Natural History, do Smithsonian's National Air and Space Museum e outros, descreve um roteiro para criar um biorepositório lunar, incluindo ideias para governança, os tipos de material biológico a serem armazenados e um plano para experimentos para entender e abordar desafios como radiação e microgravidade. O estudo também demonstra a criopreservação bem-sucedida de amostras de pele de um peixe, que agora estão armazenadas no National Museum of Natural History.
Visão e Inspiração
“Inicialmente, um biorrepositório lunar teria como alvo os grupos de maior risco espécies na Terra hoje, mas nosso objetivo final seria criopreservar a maioria das espécies na Terra”, disse Mary Hagedorn, uma criobióloga pesquisadora no NZCBI e autora principal do artigo. “Esperamos que, ao compartilhar nossa visão, nosso grupo possa encontrar parceiros adicionais para expandir a conversa, discutir ameaças e oportunidades e conduzir a pesquisa e os testes necessários para tornar este biorrepositório uma realidade.”
A proposta se inspira no Global Seed Vault em Svalbard, Noruega, que contém mais de 1 milhão de variedades de sementes congeladas e funciona como um backup para a biodiversidade de culturas do mundo em caso de desastre global. Em virtude de sua localização no Ártico, a quase 400 pés abaixo do solo, o cofre foi projetado para ser capaz de manter sua coleção de sementes congelada sem eletricidade. No entanto, em 2017, o degelo do permafrost ameaçou a coleção com uma inundação de água de degelo. O cofre de sementes foi impermeabilizado desde então, mas o incidente mostrou que até mesmo um bunker subterrâneo no Ártico pode ser vulnerável às mudanças climáticas.
Cientistas criopreservaram amostras de pele de um gobião estrelado, um peixe comum de recife. As amostras passarão por testes de exposição à radiação para preparar o material biológico a ser enviado à lua. Crédito: Zerhan Jafar, Museu Nacional de História Natural Smithsonian
Ao contrário das sementes, as células animais requerem temperaturas de armazenamento muito mais baixas para preservação (-320 graus Fahrenheit ou -196 graus Celsius). Na Terra, a criopreservação de células animais requer um suprimento de nitrogênio líquido, eletricidade e pessoal humano. Cada um desses três elementos é potencialmente vulnerável a interrupções que podem destruir uma coleção inteira, disse Hagedorn.
Para reduzir essas vulnerabilidades, os cientistas precisavam de uma maneira de manter passivamente as temperaturas de armazenamento de criopreservação. Como essas temperaturas frias não existem naturalmente na Terra, Hagedorn e seus coautores olharam para a lua.
As regiões polares da lua apresentam inúmeras crateras que nunca recebem luz solar devido à sua orientação e profundidade. Essas chamadas regiões permanentemente sombreadas podem estar a −410 graus Fahrenheit (−246 graus Celsius) — mais do que frias o suficiente para armazenamento de criopreservação passiva. Para bloquear a ADN– radiação prejudicial presente no espaço, amostras podem ser armazenadas no subsolo ou dentro de uma estrutura com paredes grossas feitas de rochas lunares.
Pesquisa atual e direções futuras
No Instituto de Biologia Marinha do Havaí, a equipe de pesquisa criopreserva amostras de pele de um peixe de recife chamado gobi estrelado. As barbatanas contêm um tipo de célula da pele chamada fibroblastos, o material primário a ser armazenado no biorepositório do Museu Nacional de História Natural. Quando se trata de criopreservação, os fibroblastos têm várias vantagens sobre outros tipos de células comumente criopreservadas, como espermatozoides, óvulos e embriões. A ciência ainda não pode preservar de forma confiável o espermatozoide, os óvulos e os embriões da maioria das espécies selvagens. No entanto, para muitas espécies, os fibroblastos podem ser criopreservados facilmente. Além disso, os fibroblastos podem ser coletados da pele de um animal, o que é mais simples do que coletar óvulos ou espermatozoides. Para espécies que não têm pele propriamente dita, como invertebradosHagedorn disse que a equipe pode usar uma diversidade de tipos de amostras dependendo da espécie, incluindo larvas e outros materiais reprodutivos.
Os próximos passos são começar uma série de testes de exposição à radiação para os fibroblastos criopreservados na Terra para ajudar a projetar embalagens que possam entregar amostras com segurança à Lua. A equipe está buscando ativamente parceiros e suporte para conduzir experimentos adicionais na Terra e a bordo da Estação Espacial Internacional. Tais experimentos forneceriam testes robustos para a capacidade do protótipo de embalagem de suportar a radiação e a microgravidade associadas à viagem espacial e ao armazenamento na Lua.
Se a ideia se tornar realidade, os pesquisadores imaginam o biorrepositório lunar como uma entidade pública que incluirá financiadores públicos e privados, parceiros científicos, países e representantes públicos com mecanismos de governança cooperativa semelhantes ao Banco Global de Sementes de Svalbard.
“Não estamos dizendo o que acontecerá se a Terra falhar — se a Terra for biologicamente destruída, este biorrepositório não importará”, disse Hagedorn. “Isso visa ajudar a compensar desastres naturais e, potencialmente, aumentar as viagens espaciais. A vida é preciosa e, até onde sabemos, rara no universo. Este biorrepositório fornece outra abordagem paralela para conservar a preciosa biodiversidade da Terra.”
Referência: “Protegendo a biodiversidade da Terra criando um biorepositório lunar” por Mary Hagedorn, Lynne R Parenti, Robert A Craddock, Pierre Comizzoli, Paula Mabee, Bonnie Meinke, Susan M Wolf, John C Bischof, Rebecca D Sandlin, Shannon N Tessier e Mehmet Toner, 31 de julho de 2024, Biociências.
DOI: 10.1093/biosci/biae058