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Nova pesquisa liderada por cientistas do Smithsonian propõe um plano para salvaguardar a biodiversidade ameaçada da Terra preservando criogenicamente material biológico na lua. As crateras permanentemente sombreadas da lua são frias o suficiente para preservação criogênica sem a necessidade de eletricidade ou nitrogênio líquido, de acordo com os pesquisadores.
O artigo, publicado hoje em Biociências e escrito em colaboração com pesquisadores do Smithsonian’s National Zoo and Conservation Biology Institute (NZCBI), do Smithsonian’s National Museum of Natural History, do Smithsonian’s National Air and Space Museum e outros, descreve um roteiro para criar um biorepositório lunar, incluindo ideias para governança, os tipos de material biológico a serem armazenados e um plano para experimentos para entender e abordar desafios como radiação e microgravidade. O estudo também demonstra a criopreservação bem-sucedida de amostras de pele de um peixe, que agora estão armazenadas no National Museum of Natural History.
“Inicialmente, um biorrepositório lunar teria como alvo as espécies mais em risco na Terra hoje, mas nosso objetivo final seria criopreservar a maioria das espécies na Terra”, disse Mary Hagedorn, criobióloga pesquisadora no NZCBI e autora principal do artigo. “Esperamos que, ao compartilhar nossa visão, nosso grupo possa encontrar parceiros adicionais para expandir a conversa, discutir ameaças e oportunidades e conduzir a pesquisa e os testes necessários para tornar este biorrepositório uma realidade.”
A proposta se inspira no Global Seed Vault em Svalbard, Noruega, que contém mais de 1 milhão de variedades de sementes congeladas e funciona como um backup para a biodiversidade de culturas do mundo em caso de desastre global. Em virtude de sua localização no Ártico, a quase 400 pés abaixo do solo, o cofre foi projetado para ser capaz de manter sua coleção de sementes congelada sem eletricidade. No entanto, em 2017, o degelo do permafrost ameaçou a coleção com uma inundação de água derretida. O cofre de sementes foi impermeabilizado desde então, mas o incidente mostrou que até mesmo um bunker subterrâneo no Ártico pode ser vulnerável às mudanças climáticas.
Diferentemente das sementes, as células animais requerem temperaturas de armazenamento muito mais baixas para preservação (-320 graus Fahrenheit ou -196 graus Celsius). Na Terra, a criopreservação de células animais requer um suprimento de nitrogênio líquido, eletricidade e equipe humana. Cada um desses três elementos é potencialmente vulnerável a interrupções que podem destruir uma coleção inteira, disse Hagedorn.
Para reduzir essas vulnerabilidades, os cientistas precisavam de uma maneira de manter passivamente as temperaturas de armazenamento de criopreservação. Como essas temperaturas frias não existem naturalmente na Terra, Hagedorn e seus coautores olharam para a lua.
As regiões polares da lua apresentam inúmeras crateras que nunca recebem luz solar devido à sua orientação e profundidade. Essas chamadas regiões permanentemente sombreadas podem estar a −410 graus Fahrenheit (−246 graus Celsius) — mais do que frias o suficiente para armazenamento de criopreservação passiva. Para bloquear a radiação prejudicial ao DNA presente no espaço, as amostras podem ser armazenadas no subsolo ou dentro de uma estrutura com paredes grossas feitas de rochas lunares.
No Instituto de Biologia Marinha do Havaí, a equipe de pesquisa criopreserva amostras de pele de um peixe de recife chamado gobi estrelado. As barbatanas contêm um tipo de célula da pele chamada fibroblastos, o material primário a ser armazenado no biorepositório do Museu Nacional de História Natural. Quando se trata de criopreservação, os fibroblastos têm várias vantagens sobre outros tipos de células comumente criopreservadas, como espermatozoides, óvulos e embriões. A ciência ainda não pode preservar de forma confiável o espermatozoide, óvulos e embriões da maioria das espécies selvagens. No entanto, para muitas espécies, os fibroblastos podem ser criopreservados facilmente. Além disso, os fibroblastos podem ser coletados da pele de um animal, o que é mais simples do que coletar óvulos ou espermatozoides. Para espécies que não têm pele propriamente dita, como invertebrados, Hagedorn disse que a equipe pode usar uma diversidade de tipos de amostras dependendo da espécie, incluindo larvas e outros materiais reprodutivos.
Os próximos passos são começar uma série de testes de exposição à radiação para os fibroblastos criopreservados na Terra para ajudar a projetar embalagens que possam entregar amostras com segurança à Lua. A equipe está buscando ativamente parceiros e suporte para conduzir experimentos adicionais na Terra e a bordo da Estação Espacial Internacional. Tais experimentos forneceriam testes robustos para a capacidade da embalagem protótipo de suportar a radiação e a microgravidade associadas à viagem espacial e ao armazenamento na Lua.
Se a ideia se tornar realidade, os pesquisadores imaginam o biorrepositório lunar como uma entidade pública que incluirá financiadores públicos e privados, parceiros científicos, países e representantes públicos com mecanismos de governança cooperativa semelhantes ao Banco Global de Sementes de Svalbard.
“Não estamos dizendo o que acontecerá se a Terra falhar — se a Terra for biologicamente destruída, este biorepositório não importará”, disse Hagedorn. “Isso visa ajudar a compensar desastres naturais e, potencialmente, aumentar as viagens espaciais. A vida é preciosa e, até onde sabemos, rara no universo. Este biorepositório fornece outra abordagem paralela para conservar a preciosa biodiversidade da Terra.”
O estudo foi coautorado por Hagedorn e Pierre Comizzoli do NZCBI, Lynne Parenti do Museu Nacional de História Natural e Robert Craddock do Museu Nacional do Ar e Espaço. Colaboradores de outras instituições incluem Paula Mabee da Rede Nacional de Observatórios Ecológicos da Fundação Nacional de Ciências dos EUA (Battelle); Bonnie Meinke da Corporação Universitária para Pesquisa Atmosférica; Susan Wolf e John Bischof da Universidade de Minnesota; e Rebecca Sandlin, Shannon Tessier e Mehmet Toner da Escola Médica de Harvard.
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