Екстремально низькі температури на поверхні Місяця роблять його ідеальним місцем для збереження зразків ключових земних видів.
Протягом сотень мільйонів років життя на Землі стикалося з безліччю загроз: астероїди, смертельні пандемії, холодні льодовикові періоди та пекельні виверження вулканів. У наш час загроза зміни клімату, мабуть, є найсерйознішою. І катастрофа може вибухнути будь-якої миті.
За даними Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (МГЕЗК), майже кожен п'ятий вид, що мешкає на суходолі, має високий ризик зникнення до 2100 року, якщо глобальні температури й надалі зростатимуть безконтрольно.
Ситуація в океанах не менш плачевна, про що добре знає морська біологиня докторка Мері Хагедорн, експертка з коралових рифів із Національного зоопарку Смітсонівського університету. «Вони зникають швидше, ніж ми встигаємо їх рятувати», — каже вона.
Повсякденна робота Хагедорн зосереджена на кріоконсервації коралів, включно з їхніми сперматозоїдами та личинками. Якщо зберігати їх у глибокому заморожуванні за допомогою рідкого азоту, то вони, принаймні, не зникнуть назавжди. «Щойно матеріал буде належним чином кріоконсервований, він, по суті, назавжди залишиться в стазисі», — каже вона. «Одного прекрасного дня їх можна буде заново заселити, щоб допомогти стабілізувати екосистеми».
Успіх у кріоконсервації коралів привів Хагедорн до того, що, на перший погляд, може здатися незвичною пропозицією, нещодавно представленою світу. Сховище на Місяці, що містить живі, але заморожені зразки клітин видів, найбільш важливих для відновлення екосистем.
Від заморожених коралів до біосховища на Місяці
Чи може цей план дійсно спрацювати? Хагедорн вказує на наявне глобальне сховище насіння на Шпіцбергені, Норвегія, за Полярним колом. Нині в ньому зберігається понад мільйон різних видів насіння, і воно покликане захистити наші запаси продовольства від катастрофічної загибелі деяких найважливіших світових культур. Це так зване «пасивне сховище», тобто для підтримання насіння при температурі -18°C не потрібно ні людей, ні енергії.
Однак для глибокого заморожування живих клітин потрібна температура нижче -196°C, точки кипіння рідкого азоту, використовуваного для кріоконсервації. «На Землі немає достатньо холодного місця, щоб створити пасивне сховище, яке повинно підтримуватися при температурі -196°C, — каже Хагедорн, — тому ми подумали про... Місяць».
Південний полюс Місяця може стати ідеальним місцем, тому що його частини постійно перебувають у тіні, і тому місцева температура завжди нижча за цю критичну температуру. Крім того, у середніх місячних широтах можуть знаходитися стародавні та глибокі лавові трубки, в яких так само холодно.
Окрім перегріву, іншою проблемою, яка може погіршити стан зразків, є радіація. Не маючи захисного магнітного поля, Місяць постійно піддається бомбардуванню високоенергетичними частинками від Сонця та інших галактик.
За словами Хагедорн, поховання зразків на глибині щонайменше два метри під запиленою місячною поверхнею має забезпечити достатній захист. «Якщо ми захистимося від цих проблем, зразки зможуть зберігатися протягом століть», — каже Хагедорн.
Пропозиція Хагедорн в основному зосереджена на клітинах фібробластах. Вони утворюють сполучну тканину, яка допомагає підтримувати і захищати органи, можуть бути легко отримані зі зразків шкіри і мають чудову властивість перепрограмування.
Біологи можуть перетворювати їх на стовбурові клітини, які, своєю чергою, здатні розвиватися на безліч різних типів клітин, включно з клітинами серця, мозку і крові. Іншими словами, їх можна використовувати для клонування. «Клітини-фібробласти — ідеальний вибір для цього біосховища», — каже Хагедорн.
У міру накопичення досвіду і знань команда також планує розглянути можливість відправки репродуктивних клітин, таких як яйцеклітини і сперматозоїди. У будь-якому разі, ідея полягає в тому, щоб клітини щонайменше ста особин кожного обраного виду вирушили в місячне сховище, щоб забезпечити достатню генетичну різноманітність у будь-якій реінтродукованій популяції.
Можливо, все це звучить дещо футуристично, але ми вже знаємо, як перетворити фібробласти на стовбурові клітини в космосі. Експерименти на Міжнародній космічній станції показали, що в умовах мікрогравітації це зробити простіше, ніж на Землі.
Хагедорн вважає низьку навколоземну орбіту ідеальним полігоном для реалізації свого плану. «Сподіваюся, ми зможемо випробувати щось на МКС у найближчі п'ять років, а потім працювати далі, — каже вона.
«Спочатку нам потрібно переконатися, що ці клітини зможуть вижити в умовах радіації, яких вони зазнають на Місяці та на шляху туди й назад». Як піддослідного кролика Хагедорн вибрала один конкретний вид — зірчастого бичка. Ці маленькі м'ясоїдні рифові рибки часто використовуються в акваріумах.
Перші кроки
У 2023 році Хагедорн зібрала десять зірчастих бичків із затоки Канеохе на Гаваях. Команда кріоконсервувала два черевні плавники кожної риби, включно з їхніми фібробластними клітинами. Тепер Хагедорн шукає способи доставити ці клітини в космос, щоб перевірити їхню витривалість і поекспериментувати з різними типами захисної упаковки.
Наразі команда очікує відповіді на питання, чи вдалося їм зайняти місце на Griffin-1 — приватній місії до південного полюса Місяця, запланованій на 2025 рік.
То які ж ще види можуть потрапити до списку? «Ми хочемо врятувати функції екосистем Землі, а не види, що зникають, як такі, — каже Хагедорн. Це означає, що пріоритет видів визначається їхньою здатністю допомогти нам відновити довкілля, а не тим, наскільки вони перебувають під загрозою».
Серед важливих груп, визначених Хагедорн, є так звані «екологічні інженери». Це тварини, які змінюють і покращують навколишнє середовище. Згадайте черв'яків, які покращують структуру ґрунту, або устриць, які фільтрують сотні літрів морської води на день.
Є й первинні виробники — організми, які отримують енергію з неживих джерел, таких як сонячне світло. Як приклад можна навести водорості, рослини і деякі бактерії. Запилювачі, такі як бджоли та інші комахи, також, ймовірно, потраплять до списку, оскільки вони необхідні для розмноження первинних виробників.
Однак було б неправильно думати, що відновлення земних екосистем — єдина мета місячного біосховища. Хагедорн також дивиться в майбутнє освоєння космосу людиною. Якщо все піде за планом, перші черевики ходитимуть по Марсу вже в середині цього століття.
Майбутні покоління, можливо, розроблять плани зі створення марсіанського середовища, щоб зробити його більш придатним для життя. Інші групи включені до списку Хагедорн саме з цієї причини. До них належить фауна екстремальних умов — види тварин, які процвітають у таких умовах, з якими інші види не можуть впоратися.
То скільки ж часу це все може зайняти? За наявності достатньої кількості грошей і підтримки NASA ми могли б зробити це просто зараз», — каже Гагедорн, зазначаючи, що висадка на Місяць корабля Apollo була набагато більшим стрибком у науці та техніці, ніж її пропозиція. «Ми знаємо, як це зробити, можемо це зробити і зробимо, але на це можуть піти десятиліття».
Професор Ян Кроуфорд із Бірбека (Лондонський університет), який не причетний до ідеї створення сховища, бачить у цьому плані цінність, але налаштований дещо обережніше. «Наразі це нездійсненно, але може стати можливим у міру розширення діяльності людини на Місяці», — каже він.
Він також вважає, що для адекватного захисту від радіації знадобиться глибина не в два, а в 10 метрів. «Це потребуватиме розробки складної системи буріння», — каже він.
В освоєнні космосу ніколи не буває легко, але ми вже не раз показували, як вміємо долати перешкоди і творити історію. Якщо ми врешті-решт поховаємо біосховище під місячним пилом, то, залежно від того, як розвиватиметься наступне століття на Землі, майбутні покоління, можливо, будуть вдячні нам за те, що ми це зробили».
