הגנה על המגוון הביולוגי של כדור הארץ: מדענים מציעים תוכנית נועזת ליצור כספת ביולוגית מבוססת ירח

מאגר ביולוגי מוצע עשוי לאפשר אחסון של דגימות גנטיות ללא צורך בחשמל או בחנקן נוזלי.

מחקר חדש בראשות מדענים בסמית'סוניאן מציע תוכנית לשמירה על המגוון הביולוגי המסוכן של כדור הארץ על ידי שימור קריוגני של חומר ביולוגי על הירח. המכתשים המוצלים לצמיתות של הירח קרים מספיק לשימור קריוגני ללא צורך בחשמל או בחנקן נוזלי, על פי החוקרים.

העיתון, שפורסם ב BioScience ונכתב בשיתוף פעולה עם חוקרים מ-Smithsonian's National Zoo and Conservation Biology Institute (NZCBI), המוזיאון הלאומי להיסטוריה של טבע סמיתסוניאן, מוזיאון האוויר והחלל הלאומי של Smithsonian, ואחרים, מתווה מפת דרכים ליצירת מאגר ביולוגי של הירח, כולל רעיונות לממשל, סוגי החומר הביולוגי שיש לאחסן ותוכנית לניסויים כדי להבין ולטפל באתגרים כמו קרינה ומיקרו-כבידה. המחקר גם מדגים את שימור ההקפאה המוצלח של דגימות עור מדג, המאוחסנות כעת במוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע.

חזון והשראה

"בתחילה, מאגר ביולוגי ירח יתמקד בסיכון הגבוה ביותר מִין על פני כדור הארץ כיום, אבל המטרה הסופית שלנו תהיה לשמור על קפואה של רוב המינים על פני כדור הארץ", אמרה מרי הגדורן, קריוביולוגית מחקרית ב-NZCBI והמחברת הראשית של המאמר. "אנו מקווים שעל ידי שיתוף החזון שלנו, הקבוצה שלנו תוכל למצוא שותפים נוספים כדי להרחיב את השיחה, לדון באיומים והזדמנויות, ולבצע את המחקר והבדיקות הדרושים כדי להפוך את המאגר הביולוגי הזה למציאות."

ההצעה שואבת השראה מכספת הזרעים העולמית בסבאלברד, נורבגיה, המכילה יותר ממיליון זני זרעים קפואים ומתפקדת כגיבוי למגוון הביולוגי של היבולים בעולם במקרה של אסון עולמי. מתוקף מיקומו באזור הארקטי כמעט 400 רגל מתחת לאדמה, הכספת נועדה להיות מסוגלת לשמור על אוסף הזרעים שלו קפוא ללא חשמל. עם זאת, בשנת 2017, הפשרה של פרמפרפר איימה על האוסף עם שיטפון של מי נמס. קמרון הזרעים אטום מאז, אך התקרית הראתה שאפילו בונקר ארקטי תת קרקעי עלול להיות פגיע לשינויי אקלים.

שלא כמו זרעים, תאי בעלי חיים דורשים טמפרטורות אחסון נמוכות בהרבה לשימור (-320 מעלות פרנהייט או -196 מעלות צֶלסִיוּס). על פני כדור הארץ, שימור הקפאה של תאי בעלי חיים דורש אספקה ​​של חנקן נוזלי, חשמל וצוות אנושי. כל אחד משלושת האלמנטים הללו עלול להיות פגיע לשיבושים שעלולים להרוס אוסף שלם, אמר הגדורן.

כדי לצמצם את הפגיעויות הללו, מדענים היו זקוקים לדרך לשמור באופן פסיבי על טמפרטורות אחסון להקפאה. מכיוון שטמפרטורות קרות כאלה אינן קיימות באופן טבעי על כדור הארץ, הגדורן ושותפיה הביטו אל הירח.

אזורי הקוטב של הירח כוללים מכתשים רבים שלעולם אינם מקבלים אור שמש בשל כיוון ועומקם. אזורים אלה שנקראים מוצלים לצמיתות יכולים להיות -410 מעלות צלזיוס (-246 מעלות צלזיוס) – יותר מקרים מספיק לאחסון שמירה בהקפאה פסיבית. כדי לחסום את DNA-קרינה מזיקה הקיימת בחלל, ניתן לאחסן דגימות מתחת לאדמה או בתוך מבנה עם קירות עבים העשויים מסלעי ירח.

מחקר נוכחי וכיוונים עתידיים

במכון הוואי לביולוגיה ימית, צוות המחקר שמר בהקפאה דגימות עור מדג שונית בשם גובי כוכבים. הסנפירים מכילים סוג של תא עור הנקרא פיברובלסטים, החומר העיקרי שיש לאחסן במאגר הביולוגי של המוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע. כשמדובר בהקפאה, לפיברובלסטים יש מספר יתרונות על פני סוגים אחרים של תאים שמורים בדרך כלל כמו זרע, ביציות ועוברים. המדע עדיין לא יכול לשמר באופן אמין את הזרע, הביצים והעוברים של רוב מיני חיות הבר. עם זאת, עבור מינים רבים, פיברובלסטים יכולים להישמר בקלות. בנוסף, ניתן לאסוף פיברובלסטים מעור החיה, וזה פשוט יותר מקצירת ביצים או זרע. למינים שאין להם עור כשלעצמם, כגון חסרי חוליותהגדורן אמר שהצוות עשוי להשתמש במגוון סוגי דגימות בהתאם למין, כולל זחלים וחומרי רבייה אחרים.

הצעדים הבאים הם להתחיל בסדרה של בדיקות חשיפה לקרינה עבור הפיברובלסטים שהשתמרו על פני כדור הארץ כדי לסייע בתכנון אריזה שיכולה להעביר בבטחה דגימות לירח. הצוות מחפש באופן פעיל שותפים ותמיכה לביצוע ניסויים נוספים על כדור הארץ ועל הסיפון תחנת החלל הבינלאומית. ניסויים כאלה יספקו בדיקות חזקות ליכולת של אריזת אב הטיפוס לעמוד בקרינה ובמיקרו-כבידה הקשורים במסע בחלל ובאחסון על הירח.

אם הרעיון שלהם יהפוך למציאות, החוקרים מדמיינים את המאגר הביולוגי של הירח כישות ציבורית שתכלול מממנים ציבוריים ופרטיים, שותפים מדעיים, מדינות ונציגי ציבור עם מנגנונים לממשל שיתופי הדומים לבנק הזרע העולמי של סוואלברד.

"אנחנו לא אומרים מה אם כדור הארץ ייכשל – אם כדור הארץ ייהרס ביולוגית המאגר הביולוגי הזה לא ישפיע", אמר הגדורן. "הדבר נועד לעזור לקזז אסונות טבע, ואולי גם להגביר את המסע בחלל. החיים יקרים וככל הידוע לנו נדירים ביקום. מאגר ביולוגי זה מספק גישה נוספת מקבילה לשימור המגוון הביולוגי היקר של כדור הארץ."