[Перевод] Учёные хотят использовать Луну для сохранения биоразнообразия Земли
Лунная база ЕКА с указанием её местоположения в кратере Шеклтон на южном полюсе Луны. В новом исследовании предлагается построить хранилище на одном из лунных полюсов, чтобы сохранить биоразнообразие Земли.
С нами что-то не так.
Мы появились на планете, которая, по словам Карла Сагана, «пульсирует жизнью». Чем больше мы изучаем нашу планету, тем чаще находим жизнь, пробивающуюся в самых маловероятных местах.
И всё же, похоже, многие виды обречены на вымирание, несмотря на то, что мы можем предвидеть их конец сильно заранее.
Чтобы показать, насколько серьёзна эта проблема, одна группа исследователей предлагает использовать Луну — да, Луну — в качестве безопасного хранилища биоразнообразия Земли.
Эта идея имеет технический смысл — образцы земной жизни можно хранить на Луне в криогенном состоянии, —, но она также звучит как нечто из романа Курта Воннегута. На первый взгляд, это абсурдное предложение. Однако, как объяснял Камю, признание абсурда — это отправная точка для подлинного понимания.
Но Камю и Воннегут мертвы, а живым учёным предстоит подготовиться к выполнению одиозной задачи — предотвратить катастрофическое сокращение биоразнообразия Земли. Они взялись за неё всерьёз.
В новой статье, опубликованной в журнале BioScience, группа учёных из США излагает свой план. Статья называется «Сохранение биоразнообразия Земли путём создания лунного биохранилища». Первый автор — Мэри Хагедорн, старший научный криобиолог из Смитсоновского национального зоопарка и Института биологии сохранения в Вашингтоне.
«Биоразнообразие Земли находится под всё возрастающей угрозой», — пишут авторы, никого этим не удивляя.
Этот график показывает, что уровень вымирания растёт вместе с ростом численности населения и промышленной деятельности.
Человеческая деятельность является причиной вымирания видов. «Из-за множества антропогенных факторов значительная часть видов и экосистем сталкивается с угрозами дестабилизации и вымирания, которые ускоряются быстрее, чем наша способность спасти эти виды в их естественной среде», — пишут авторы.
Они предлагают создать на Луне биохранилище, в котором будут храниться «приоритетные таксоны живых криоконсервированных образцов». Биохранилище не только защитит драгоценное, удивительное биоразнообразие Земли, но и послужит для освоения космоса и терраформирования планет.
Исследователи находятся на начальной стадии изучения этой идеи. Они намерены испытать криоконсервацию образцов кожи животных, содержащих клетки фибробластов. Фибробласты — это основные клетки соединительной ткани организма, присутствующие в коже, сухожилиях, связках, кровеносных сосудах и костях.
Фибробласты не являются стволовыми клетками, но они имеют некоторые сходства со стволовыми клетками. Это единственный другой тип клеток, способный регенерировать ткани и органы и создавать их копии. Фибробласты также используются в регенеративной медицине и тканевой инженерии. Они широко используются в научных исследованиях и иногда называются «рабочими лошадками» клеточных культур.
Криоконсервированные фибробласты могут оставаться живыми и замороженными в течение сотен лет. Учёные всё лучше умеют размораживать криоконсервированные материалы, чтобы восстановить ДНК и неповреждённые клетки. Они даже могут размораживать живые организмы. В этом исследовании 2018 года личинки кораллов были криоконсервированы, затем согреты и возобновили плавание. Исследование 2023 года продемонстрировало аналогичный успех. Обе работы были направлены на сохранение биоразнообразия кораллов Земли. Научное сообщество явно обеспокоено, и импульс нарастает.
«Перед лицом потенциальной катастрофической потери экосистем, таких как коралловые рифы, в результате потепления климата, мы предлагаем создать лунное биохранилище для поддержания образцов в криоконсервированном состоянии при минимальном вмешательстве человека», — пишут авторы нового исследования.
На Земле нет места, где температура естественным образом была бы достаточно низкой для криоконсервации. Но на Луне всё совсем иначе».
Авторы отмечают, что южная полярная область Луны практически идеально подходит для автономного биохранилища. В некоторых кратерах температура довольно стабильна, с небольшими сезонными колебаниями. Температура держится на уровне или ниже -196 градусов Цельсия, что сравнимо с температурой жидкого азота и считается идеальной температурой для криоконсервации.
На этом затенённом рельефном изображении показан кратер Шеклтон на Луне — кратер шириной 21 км, постоянно находящийся в тени вблизи южного полюса Луны. Внутренняя структура кратера показана ложным цветом на основе данных с зонда НАСА LRO. Как и в других кратерах этого региона, дно Шеклтона находится в вечной темноте, а температура крайне низкая.
Исследователи представляют себе хранилище, которое могло бы защитить наиболее подверженные риску виды на Земле. В будущем к ним добавятся другие виды растений и животных. «Наша цель — криоконсервировать большинство видов животных на Земле», — пишут они. Параллельная цель — сохранить земные виды, которые могут быть использованы в будущем при терраформировании. «В биохранилище могут храниться биоматериалы для питания, фильтрации, разложения микроорганизмов и создания экосистем», — поясняют они.
Прецедент для такого мышления и такой инициативы уже есть: это Хранилище Судного дня.
В 2008 году норвежское правительство открыло всемирное семенохранилище на Шпицбергене. Это хранилище семян, которое защищает разнообразие сельскохозяйственных культур. В нём хранятся резервные семена, сохранённые в других генных банках по всему миру. В хранилище можно хранить 4,5 миллиона различных образцов семян, каждый из которых содержит до 500 отдельных семян. Оно встроено в склон горы на острове Шпицберген в норвежском архипелаге Шпицберген. В нём поддерживается идеальная для сохранения семян температура -18°C. Находясь всего в 1300 км от Северного полюса, это место сохраняет холод вечной мерзлоты даже в том случае, если климат-контроль не работает.
Во всемирном семенохранилище на Шпицбергене есть место для хранения 4,5 миллионов видов семян.
Лунное биохранилище — не первое предложение по защите земного биоразнообразия на Луне. В 2021 году исследователи предложили создать Лунный ковчег — хранилище в лунных лавовых трубках, где можно было бы сохранить семена, сперматозоиды, яйцеклетки и ДНК исчезающих видов земной жизни. Но лунные лавовые трубки по своей природе не такие холодные, как полярные кратеры, и эта идея опирается на солнечную энергию. Это означает, что она подвержена сбоям.
Но при естественных низких температурах на лунном полюсе перебои в подаче энергии не страшны.
Первоначально в лунном биохранилище будут храниться животные, находящиеся под угрозой исчезновения. После этого его нужно будет расширить и включить в него растения, поскольку они имеют решающее значение для восстановления экосистем.
Исследователи начнут с разработки образцовой системы для извлечения и криоконсервации тканей звездчатого гоби, рыбы, обитающей на Гавайях. Предыдущие исследователи показали, что этот вид хорошо реагирует на криоконсервацию.
«Мы предполагаем, что эти фибробласты будут распределены по различным криоупаковкам, устойчивым к космическому воздействию, и испытаны в условиях, сходных с космическими, на Земле. Прототип упаковки для клеток протестируют на МКС», — заявляют исследователи.
На этом графике из исследования показан предлагаемый процесс. У звездчатых гобий собирают образцы плавников и ДНК, после чего клетки можно либо сохранить, либо развить в фибробласты. Фибробласты можно криоконсервировать и хранить в Смитсоновском национальном музее естественной истории, где они могут сохраняться десятилетиями или дольше. Затем их можно развить в фибробласты, снова криоконсервировать и снова протестировать на Земле. Затем образцы можно отправить на МКС или её преемника на один день для тестирования, а затем снова возвращены на Землю для проверки жизнеспособности системы и поиска изменений в ДНК.
Лунное хранилище может обеспечить защиту, выходящую за рамки научной. Благодаря своему удалённому расположению на Луне, оно защищено от земных климатических катаклизмов и стихийных бедствий, таких как землетрясения. Человеческие дела также могут быть чрезвычайно беспорядочными и катастрофическими, а в глубоком кратере на южном полюсе Луны хранилище будет изолировано от политических потрясений или войн.
Авторы признают наличие множества проблем, в основном технических. Но проект рассчитан на длительный срок, поэтому у них есть время для решения проблем.
«Это программа, рассчитанная на десятилетия», — пишут авторы. «Реализация лунного биохранилища потребует сотрудничества широкого круга стран, культурных групп, агентств и международных заинтересованных сторон для разработки приемлемого хранения образцов, управления и долгосрочных планов».
Но Луна привлекает к себе много внимания и усилий, и этот проект может стать важной частью всего этого.
«Защита жизни на Земле должна быть главным приоритетом», — заключают они.
