如更多物种受到威胁随着灭绝,科学家们提出了一个雄心勃勃的想法来保护地球的生物多样性:一个动物基因数据的备份存储库,这些数据被冻结并存储在月球上。
在上个月末发表在该杂志上的一篇论文中生物,研究人员建议组装一个装满来自各种动物物种的冷冻保存细胞的盒子,然后将其送到月球上的阴影区域,那里的条件自然足够冷,可以保持样本冷冻。
“目的实际上是创建一个生物储存库,以确保长期保护物种免于灭绝,”该研究的合著者约翰·比绍夫在明尼苏达大学研究低温生物学的工程师告诉明尼苏达州公共广播电台的 Cathy Wurzer。“这是一种实际上将真正重要的遗传物质放在一个可能对几代人安全的地方的方法。”
建立保护生物多样性的储存库的想法已经酝酿了几十年。主要作者玛丽·哈格多恩史密森尼国家动物园和保护生物学研究所 (Smithsonian's National Zoo and Conservation Biology Institute) 的高级研究科学家,花了 20 年时间研究珊瑚的低温保存。现在,全球各地的专家正在努力构建珊瑚生物样本库它将保存地球上所有珊瑚物种的样本。去年,由 Hagedorn 领导的另一个研究团队成功冷冻保存和复活的珊瑚碎片在保护方面尚属首创。
月球生物储存库将遵循相同的想法,但适用于更广泛的动物。该团队尚未就哪些生物的细胞会包含做出任何最终决定,但他们可能会专注于授粉,濒危物种,生态系统工程师和动物文化重要性.该计划是使用一种称为成纤维细胞的皮肤细胞,这种细胞可以很容易地冷冻保存。对于没有皮肤的物种,团队可能包括幼虫或生殖细胞.
据报道,当细胞被冷冻保存时,它们仍然活着,这意味着它们可以被复活和克隆监护人的 Tanya Procyshyn。但是冷冻保存的细胞必须在零下 196 摄氏度下冷冻。“如果它与那相差很大,它就会开始损坏材料,”Hagedorn 说史密森杂志。
在地球上,这意味着样品必须用液氮和电冷却,并由人工工作人员进行维护。这些资源中的任何一个中断都可能危及馆藏。但在永久阴影区域该团队报告说,对于从未获得阳光的月球(例如其两极附近的陨石坑底部),环境温度可能足够低,可以在没有任何维护或人工冷却系统的情况下保持冷冻保存的细胞存活。
科学家的一些灵感来自挪威斯瓦尔巴群岛的全球种子库,也称为“世界末日”保险库.在那里,代表世界上几乎每个国家的 100 多万个种子样本保存在永久冻土层下的岩石山坡上凿成的房间里,自然冷却它们。保险库的作用是保护关键的植物物种,以防它们在地球的其他地方发生事故。
但在 2017 年,种子库是被永久冻土融化的水淹没在气候变化中。没有种子丢失,但这一事件向研究团队发出了一个信号,即即使是地球上看似安全的地方也可能容易受到自然灾害的影响。然后,在 2022 年,乌克兰国家种子收集的一部分是被俄罗斯炸弹摧毁.
“我们看到气候灾害和社会灾难的开始,它们可能会以我们无法想象的方式发生碰撞,”Hagedorn 说。关于对生物储存库的需求,她说:“我认为无论如何,为未来做好准备总是好的。
当然,即使在月球上,动物细胞的集合将面临威胁。如果只有一个稀薄大气,月球暴露在太阳和宇宙辐射下,这些辐射会降解 DNA。为了解决这个问题,该团队计划设计和测试一个盒子,可以保护冷冻保存的样本在前往月球目的地的途中免受辐射,然后将储存库埋在地下几米处,在那里它将被岩石遮挡。
“作者很好地列出了许多挑战,”本杰明·格林哈根约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)的一位行星科学家没有参与这项研究,他说科学新闻' 根纳罗·托马。但月亮尘埃哪粘附在材料上他补充说,“进入所有东西”可能是另一个问题。“如果他们的存储需要机制或密封件,他们将希望从最早的阶段就考虑减少灰尘。”
到目前为止,研究人员已经设法冷冻保存了一种被称为星空虾虎鱼的珊瑚鱼的皮肤样本。虽然虾虎鱼本身没有濒临灭绝,但它是影响珊瑚礁健康的关键物种。
在他们的计划实现之前,该团队仍有一系列挑战需要考虑。但在宣传他们的想法时,他们希望找到可以为工作带来新视角的新合作伙伴。
“我们写这篇论文的主要原因之一实际上是让人们开始思考并获得更广泛的受众,”Hagedorn 说。“我们需要更多有兴趣与我们合作的人,听到他们的声音,听到他们的概念。”
他们还必须建立国际关系,并考虑他们工作的文化维度。“地球上有一些社区月亮是神圣的“格林哈根说科学新闻.“作者应该积极让这些社区参与进来,并寻找一条包容性的前进道路。”
很快,研究人员可能有机会测试他们的想法。当 NASA取消了原定的 VIPER 任务7 月,由于预算问题,它为即将于 2025 年 9 月进行的太空飞行留下了一个空缺位置。研究人员听说 NASA 正在寻找可以填补该空缺的项目提案,因此他们聚在一起制定了一项计划。
“我们在 Zoom 上坐了将近一个半星期......我们现在有一个盒子的模型或设计,我们可以把样品装进去,“Hagedorn 说。目标是飞行盒子,测量其外部和内部的辐射量,然后在地球上进行实验,将冷冻保存的细胞暴露在该水平的辐射下。
她预计在两周内就能听到他们是否获得了任务的名额。他们还在考虑在国际空间站上进行实验。
其他一些专家质疑月球生物储存库是否是目前对濒危物种的最佳选择。“在月球上建立这样一种资源所涉及的成本和精力将非常巨大,并且会分散正在进行的保护工作。”罗伯·布鲁克苏格兰詹姆斯赫顿研究所(James Hutton Institute)生态科学负责人没有参与这项研究,他说美国有线电视新闻网 (CNN的杰克·盖伊。
“我认为现在这不是正确的主意,”诺亚·格林沃尔德生物多样性中心(Center for Biological Diversity)的濒危物种主任告诉CBS 新闻' Alexis Guerrero、David Schechter 和 Grace Manthey 在 4 月。“我认为我们真的需要专注于保护更多的自然世界,这样我们就不会首先失去物种。”
但对哈格多恩来说,地球上的条件已经需要一个动物生物多样性的储存库。她说,将这些样本送上月球的最佳时间是“实际上,上周”。
“生命是宝贵的,据我们所知,在宇宙中是罕见的,”哈格多恩在陈述.“这个生物储存库为保护地球宝贵的生物多样性提供了另一种平行的方法。”