Una nueva investigación dirigida por científicos del Instituto Smithsoniano propone un plan para salvaguardar la biodiversidad amenazada de la Tierra mediante la preservación criogénica de material biológico en la Luna. Los cráteres de la Luna, permanentemente en sombra, son lo suficientemente fríos como para permitir la preservación criogénica sin necesidad de electricidad o nitrógeno líquido, según los investigadores.
El artículo, publicado hoy en Biociencia El estudio, escrito en colaboración con investigadores del Instituto Nacional de Biología de la Conservación y Zoológico del Instituto Smithsonian (NZCBI), el Museo Nacional de Historia Natural del Instituto Smithsonian, el Museo Nacional del Aire y el Espacio del Instituto Smithsonian y otros, describe una hoja de ruta para crear un biorrepositorio lunar, incluidas ideas para la gobernanza, los tipos de material biológico que se almacenarán y un plan para experimentos para comprender y abordar desafíos como la radiación y la microgravedad. El estudio también demuestra la criopreservación exitosa de muestras de piel de un pez, que ahora se almacenan en el Museo Nacional de Historia Natural.
«Inicialmente, un biorrepositorio lunar se centraría en las especies que hoy corren mayor riesgo en la Tierra, pero nuestro objetivo final sería criopreservar la mayoría de las especies de la Tierra», dijo Mary Hagedorn, criobióloga investigadora del NZCBI y autora principal del artículo. «Esperamos que al compartir nuestra visión, nuestro grupo pueda encontrar socios adicionales para ampliar la conversación, analizar las amenazas y las oportunidades y realizar las investigaciones y pruebas necesarias para hacer realidad este biorrepositorio».
La propuesta se inspira en la Bóveda Global de Semillas de Svalbard (Noruega), que contiene más de un millón de variedades de semillas congeladas y funciona como respaldo de la biodiversidad de cultivos del mundo en caso de desastre global. En virtud de su ubicación en el Ártico, a casi 120 metros bajo tierra, se pretendía que la bóveda fuera capaz de mantener su colección de semillas congeladas sin electricidad. Sin embargo, en 2017, el deshielo del permafrost amenazó la colección con una inundación de agua de deshielo. Desde entonces, la bóveda de semillas ha sido impermeabilizada, pero el incidente demostró que incluso un búnker subterráneo en el Ártico podría ser vulnerable al cambio climático.
A diferencia de las semillas, las células animales requieren temperaturas de almacenamiento mucho más bajas para su conservación (-320 grados Fahrenheit o -196 grados Celsius). En la Tierra, la criopreservación de células animales requiere un suministro de nitrógeno líquido, electricidad y personal humano. Cada uno de estos tres elementos es potencialmente vulnerable a alteraciones que podrían destruir una colección entera, dijo Hagedorn.
Para reducir estas vulnerabilidades, los científicos necesitaban una forma de mantener pasivamente las temperaturas de almacenamiento para la criopreservación. Como en la Tierra no existen temperaturas tan frías de forma natural, Hagedorn y sus coautores se fijaron en la Luna.
Las regiones polares de la Luna presentan numerosos cráteres que nunca reciben luz solar debido a su orientación y profundidad. Estas regiones, denominadas permanentemente en sombra, pueden alcanzar temperaturas de -246 grados Celsius (-410 grados Fahrenheit), más que suficientes para su almacenamiento pasivo mediante criopreservación. Para bloquear la radiación que daña el ADN presente en el espacio, las muestras podrían almacenarse bajo tierra o dentro de una estructura con paredes gruesas hechas de rocas lunares.
En el Instituto de Biología Marina de Hawái, el equipo de investigación criopreserva muestras de piel de un pez de arrecife llamado gobio estrellado. Las aletas contienen un tipo de células cutáneas llamadas fibroblastos, el material principal que se almacena en el biorepositorio del Museo Nacional de Historia Natural. En lo que respecta a la criopreservación, los fibroblastos tienen varias ventajas sobre otros tipos de células que se criopreservan comúnmente, como los espermatozoides, los óvulos y los embriones. La ciencia aún no puede preservar de manera confiable los espermatozoides, los óvulos y los embriones de la mayoría de las especies silvestres. Sin embargo, para muchas especies, los fibroblastos se pueden criopreservar fácilmente. Además, los fibroblastos se pueden recolectar de la piel de un animal, lo que es más sencillo que recolectar óvulos o espermatozoides. Para las especies que no tienen piel per se, como los invertebrados, Hagedorn dijo que el equipo puede usar una diversidad de tipos de muestras según la especie, incluidas larvas y otros materiales reproductivos.
Los próximos pasos son comenzar una serie de pruebas de exposición a la radiación de los fibroblastos criopreservados en la Tierra para ayudar a diseñar un embalaje que pueda transportar muestras de forma segura a la Luna. El equipo está buscando activamente socios y apoyo para realizar experimentos adicionales en la Tierra y a bordo de la Estación Espacial Internacional. Dichos experimentos proporcionarían pruebas sólidas de la capacidad del prototipo de embalaje para soportar la radiación y la microgravedad asociadas con los viajes espaciales y el almacenamiento en la Luna.
Si su idea se convierte en realidad, los investigadores imaginan el biorrepositorio lunar como una entidad pública que incluirá financiadores públicos y privados, socios científicos, países y representantes públicos con mecanismos de gobernanza cooperativa similares al Banco Mundial de Semillas de Svalbard.
«No estamos diciendo qué ocurrirá si la Tierra se derrumba; si la Tierra se destruye biológicamente, este biorepositorio no tendrá importancia», dijo Hagedorn. «Esto tiene como objetivo ayudar a compensar los desastres naturales y, potencialmente, aumentar los viajes espaciales. La vida es preciosa y, hasta donde sabemos, rara en el universo. Este biorepositorio proporciona otro enfoque paralelo para conservar la valiosa biodiversidad de la Tierra».
El estudio fue coescrito por Hagedorn y Pierre Comizzoli del NZCBI, Lynne Parenti del Museo Nacional de Historia Natural y Robert Craddock del Museo Nacional del Aire y el Espacio. Entre los colaboradores de otras instituciones se encuentran Paula Mabee de la Red Nacional de Observatorios Ecológicos (Battelle) de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos; Bonnie Meinke de la Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica; Susan Wolf y John Bischof de la Universidad de Minnesota; y Rebecca Sandlin, Shannon Tessier y Mehmet Toner de la Facultad de Medicina de Harvard.
