بلدي القمر للحفاظ على الأنواع المهددة بالانقراض

أمضت ماري هاجرينورن عقودًا في دراسة التكاثر المرجاني كجزء من محاولة لإنقاذ الشعاب المرجانية من تدميرها بواسطة المحيطات السريعة. لجمع شظايا ثمينة من حياة المرجان الجديد ، يجب عليها مزامنة أنشطتها بعناية على مراحل القمر.

تتكاثر الشعاب المرجانية عند أو بالقرب من اكتمال القمر ، مع إطلاق عاصفة ثلجية من الحيوانات المنوية والبيض في مياه متلألئة ، ولكن عدم القدرة على التنبؤ التي تختارها شعاب المرجانية البالغة القمر تجعل العمل الميداني مقامرة. في رحلة واحدة “نحن نتحرك لمدة 60 ليلة على التوالي” قبل التقاط اللحظة السحرية ، كما يقول Hagedorn.

إن الصبر والمثابرة اللازمة لجمع الحيوانات المنوية المرجانية ، والتبريد ، ونقلها إلى المختبر لتربية يرقات المرجان ثم إطلاقها في المحيط يمكن أن تخدمها بشكل جيد لمهمة أخرى مخططة: قمر حرفي للحفاظ على الكائنات المهددة.

ملامح مهنة عالم العامل

Hagedorn ، عالم الأبحاث في معهد سميثسونيان للحفظ في علم البيولوجيا في كينيوهي ، هاواي ، هو جزء من فريق متعدد التخصصات يقترح بناء مستودع مجمد في منطقة قطبية مظللة بشكل دائم على الجانب الآخر من القمر. في البداية ، من شأن الجهد أن يركز على تبريد تابوت نوح حقيقي في حياة الحيوانات الأرضية. سيبدأ بعينات الأنسجة المصرفية من الحيوانات المهددة بالانقراض والمهددة ، وكذلك من الأنواع ذات الأولوية. وسيشمل ذلك الملقحات ومهندسي النظام الإيكولوجي مثل القنادس ، من خلال بناء السدود ، أنظمة كاملة من البيئات المائية للكائنات الحية الأخرى. نشرت Hagedorn وعشرة متعاونين فكرة Lunar Biorepository في عام 2024 في المجلة العلوم البيولوجية كخطة احتياطية للتنوع البيولوجي – وسيلة لإعداد الحياة إلى الأرض ، أو إلى الكواكب الأخرى ، في حالة خسارة كارثية (M. Hagedorn وآخرون. العلوم البيولوجية 74، 561-566 ؛ 2024).

تشبه المستودع المخطط إلى Svalbard Global Seed Vault في القطب الشمالي النرويج ، التي تخزن بذور الأهمية الوراثية للأغذية والزراعة والتنوع البيولوجي في كهف صخري عميق تحت جبل جليدي عقد في -18 درجة مئوية. إنها فكرة طموحة تواجه العديد من التحديات ، بما في ذلك المناخ السياسي الذي يتم فيه تقويض العلم في الولايات المتحدة وخارجها وعدم التمويل ، وخاصة عندما تتعلق بتأثيرات تغير المناخ. ومع ذلك ، فإن فكرة القمر الحيوي تكتسب الجر ويتم اعتبارها جدية.

يقول Hagedorn: “أردنا شيئًا يمكن أن يتصرف مثل Svalbard” ، لكن لا يوجد مكان على الأرض بارد بشكل طبيعي بما فيه الكفاية. حتى Svalbard يحتاج إلى تبريد للحفاظ على عيناتها مجمدة. في عام 2016 ، أرسلت درجات حرارة الشتاء الدافئة بشكل غير عادي طوفان من مياه الذوبان إلى مدخل قبو. لقد كانت دعوة للاستيقاظ لمرفق يُعتقد أنه آمن من الفشل لأنه محاط بتربة التربة.

التفكير الكبير ، وخلفيا من الخواص ، سددت Hagedorn أن القطب الجنوبي القمري يتجنب تقلبات المناخ ودرجة الحرارة (انظر “Q&A السريع”). يتم تخزينه تحت سطح القمر ، كما يحمي العينات من عامل آخر ضار: الإشعاع. ميزة أخرى هي نقص القمر (حتى الآن) في الحرب والعنف والكوارث الطبيعية والسكان السكاني والاستعادة الموارد. يمكن تخزين العينات واسترجاعها باستخدام روبوتات مماثلة لماركس روفرز.

معالجة النقد بأن استرداد العينات يمكن أن يكون تحديًا ، يستجيب Hagedorn ، باستثناء نهاية العالم ، “سنسافر إلى الفضاء بانتظام في المستقبل”.

Q&A إطلاق النار السريع

إذا تمكنت من القيام بزيارة موقع للحصول على piorepository على القمر ، فهل ستذهب؟

في نبضات القلب. أحب أن أذهب إلى الفضاء. لقد تقدمت بالفعل بطلب لتصبح رائد فضاء مع ناسا ، لكن بصري لم يكن جيدًا بما فيه الكفاية.

كل مؤلف في 2024 لدينا العلوم البيولوجية الورقة التي تقترح Biorepository مثلني-إنهم رواد فضاء محبطون أو هواة الخيال العلمي أو كليهما.

كيف اجتمع فريقك الحيوي؟

حوالي عام 2015 ، كنت أتحدث في لندن عن Biorepositories بشكل عام. قلت ، “أنت تعرف ، واحدة من أفضل الأماكن التي ربما يمكن أن يكون لدينا مجموعة من البيضات الحيوية على سطح القمر”.

بعد ذلك ، قدمت هذا المفهوم في معهد سميثسونيان في واشنطن العاصمة ، وكان رد زملائي هناك ، “هذا غبي حقًا – لا تفعل هذا”. لذلك لم أتابعها ، لمدة أربع سنوات تقريبًا. لكن خلال جائحة Covid-19 ، كان لدي بعض الوقت ، وقررت جمع مجموعة معًا ، والاجتماع على التكبير. نمت فقط من هناك.

ما هو التحدي الأكبر لإخراج هذا المشروع من الأرض؟

مال. سيغطي هذا المشروع العديد من المجالات المختلفة ، من هندسة المساحة إلى الأخلاق ، وسيكون هناك الكثير من التغييرات العلمية والاختراق.

كل شيء جديد ؛ أعتقد أن هذا سيكون مثيرًا للغاية. علينا فقط التحلي بالصبر ونحاول الحصول على بعض المنح الصغيرة لإبقائنا مستمرة. سيكون هناك طريقة.

الموقع ، الموقع ، الموقع

يقول Hagedorn إن أحد المواقع المفضلة لعملية التوتر الحيوي القمري في حفرة بعمق حوالي 6 كيلومترات ، “أعمق من Grand Canyon” في ولاية أريزونا. في هذه المساحة المظللة بشكل دائم ، تكون درجة الحرارة مستقرة – عند أو أقل من -196 درجة مئوية.

يجب أن تكون حماية حياة الأرض أولوية قصوى في الاندفاع لتوضيح مواقع القمر للصناعة والبحث ، كما يجادلونجورن ومؤلفوها المشاركون ، الذين تشمل خبرتهم علم البكر والطب والهندسة والبحوث الجوية والبايولوجيا المرجانية والأسماك والقانون والسياسة. لقد أصدروا دعوة مفتوحة للآخرين للتعاون في هذا البرنامج الطموح لمدة عقود.

ستبدأ العملية بعينات الجلد المصرفية التي تحتوي على خلايا الخلايا الليفية. يتم عزل تلك الخلايا الليفية من عملية ثقافة الخلايا ، ثم تم الحفاظ عليها. يمكن إذابها لاحقًا وتحويلها إلى خلايا الحيوانات المنوية والبيض من الأنواع المحددة. في نهاية المطاف ، يمكن إعادة تقديم الكائنات الحية بأكملها في موطنها الطبيعي.

يمكن للجلوس في الساونا أن ينقذ الضفادع المهددة بالانقراض

كدليل على المفهوم ، سيقوم الفريق باختبار نوع واحد في محطة الفضاء الدولية. يخطط الباحثون لرفع زعانف الحوض من سمكة كورال-ريف سميت على نحو مناسب باسم Starry Goby (Asterropteryx semipunctata) واختبارها في الفضاء للحساسية للإشعاع والجاذبية الصغرى. كما سيقومون بتحسين مواد التخزين المثلى للخلايا المحفوظة بالتبريد ودراسة كيفية تأثير التخزين المجمد في الفضاء على الحمض النووي والقدرة على الاستخلاص والخلايا الثقافية من عينات الزعنفة المذابة.

بمجرد أن يعمل الفريق على kinks لـ Starry Gobies ، فإنه يريد التوسع في الأنواع الأخرى. هناك خطط للتعاون مع أخذ العينات على نطاق القارات الذي تقوم بالفعل من قبل كيانات مثل شبكة المرصد البيئية الوطنية ، التي تمولها مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (NSF) وجمع 100000 عينة بيولوجية سنويًا من الموائل العذبة والموائل الأرضية.

لم تكن تركيز البراشيات والشعاب المرجانية والبعثات القمرية دائمًا. بعد الحصول على درجة الدكتوراه في علم الأحياء البحري في معهد سكريبس لعلوم المحيطات في لا جولا ، كاليفورنيا ، في عام 1983 ، درس هاجيورن بعد ذلك فسيولوجيا الأسماك الكهربائية وأسماك cichlid (العلم بيروني) كزميل ما بعد الدكتوراه. انتهى هذا البحث فجأة بعد حادث ركوب القوارب في الأمازون البيروفي ادعى حياة زملاء اثنين. لم تستطع Hagedorn إحضار نفسها للعودة ، لكنها أدركت أنها تريد العمل على آثار محيطات الاحترار ، مما دفعها إلى مرجانية تبييض وموت – الكناري في المحيط في منجم الفحم.

مقال لخبير فسيولوجي جزيئي كندي كين ستوري ، حول قدرة الضفادع الأشجار على تجميد الصلبة في فصل الشتاء وذوبان الجليد مرة أخرى في الربيع (KB Storey و JM Storey SCI. أكون. 263، 92-97 ؛ 1990) ، أشعلت فكرة استخدام علم البراشيات لأعمال الحفاظ على المحيط. يقول Hagedorn: “لم يتم القيام بأي شيء في ذلك الوقت مع الحفاظ على الشعاب المرجانية”. حصلت على زمالة متوسطة المهنة في معهد سميثسونيان في واشنطن العاصمة في عام 1996 لبدء العمل في الحفاظ على الكتب في الأسماك. في عام 2004 ، نقلت مجموعة المختبرات إلى هاواي ، وتوسيع نطاق عملها لتشمل تقنيات تطوير للحفاظ على كورال.

يقول محمد تونر ، وهو مهندس طبي حيوي بجامعة هارفارد في كامبريدج ، ماساتشوستس ، الذي عرف هاجيرن لأكثر من 30 عامًا: “لا أعتقد أن هناك أي شخص آخر في العالم يعرف علم الأحياء المرجاني مثلها مثلها”.

يتم تمويل Toner و Hagedorn وزملاؤهم من قبل NSF كجزء من برنامج ATP-Bio ، الذي يجمع بين الشركاء من الصناعة والأوساط الأكاديمية والقطاع غير الهادفة للربح والحكومة للتحقيق في كيفية تقديم عينات من العينات وتخزينها تتراوح من خلايا إلى كائنات كاملة.

تتضمن أبحاث Toner’s Cryobiology العمل لفهم كيفية تجميد الخلايا وذوبان الجليد دون إتلافها. يقول Toner ، وهو مؤلف مشارك لاقتراح القمر الحيوي: “عندما علمت عن وجود قطب القمر الجنوبي في درجات حرارة باردة ، أثارت اهتمامي”.

المتعاونون مع Moonstruck

ويوضح أن علم البكر الذي يشارك في الحفاظ على الحياة عبر مجموعة من التنوع البيولوجي معقد للغاية. “أنت تأخذ شيئًا حيًا إلى -196 درجة مئوية وإعادته” إلى درجة حرارة موائلها ، على قيد الحياة. “أسميها معجزة.” في الوقت نفسه ، يلاحظ أن تقنيات علم البكر قد تقدمت بشكل كبير خلال العشرين إلى 30 عامًا. يقول: “إنه أكثر قابلية للتنبؤ به وقابل للتنفيذ الآن”.

يلاحظ Toner أن فريقهم ليس هو الوحيد الذي يتنافس على العقارات القمرية. “هذا الجزء من القمر أصبح شائعًا للغاية” ، حيث اقترح العلماء أيضًا الحفر القطبية كمواقع للمناجم والتلسكوبات والسكن البشري المؤقت. في الواقع ، ناسا برنامج Artemisالذي يهدف إلى هبوط البشر على سطح القمر مرة أخرى ، يشجع استكشاف موارد القمر.

جون بيشوف ، وهو مهندس حيوي في جامعة مينيسوتا في مينيابوليس ومدير ATP-Bio ، يلاحظ موهبة Hagedorn في تحديد العلماء للانضمام إلى فريقهم. يقول: “سوف تجلب لك التعاون ، وتظهر لك بالضبط المكان الذي يمكنك تقديم المساهمة ، وشرح سبب أهمية ذلك. لذلك ، حتى قبل أن تفعل أي شيء ، فأنت مضطه للغاية”. تقول بيشوف: “من الممتع أن تكون حول شخص مثل ماري” ، واصفاها بأنها “غير مرتبطة بطريقة جيدة”.

زعمت هذه الشركة الذئاب “غير الناجمة”. ثم بدأ القتال

تلاحظ كلير لاغر ، مديرة مختبر هاجيشن منذ عام 2016 ، وبمجرد أن تكون طالبة الدراسات العليا ، أن “شخص يريد وضع الأشياء على سطح القمر يجب أن يكون متفائلاً ومتحمماً وجذابًا للغاية” ، وأن هاجيورن يهم جميع الصناديق.