Octavio Klimek Alcaraz
Muchas veces la realidad supera a las películas de ficción. Ante la amenaza creciente de extinción de la biodiversidad que existe en el planeta, un grupo de numerosos investigadores de instituciones académicas de los Estados Unidos de América encabezados por la Doctora Mary Hagedorn, criobióloga investigadora del Instituto de Biología de la Conservación y Zoológico Nacional (acrónimo en inglés NZCBI), del Museo Nacional de Historia Natural, del Museo Nacional del Aire y el Espacio, todos adscritos al Instituto Smithsonian, el complejo de museos, educación e investigación más grande del mundo, entre otras prestigiadas instituciones académica, publicaron el pasado 31 de julio en la reconocida revista científica BioScience un artículo que se titula Salvaguardar la biodiversidad de la Tierra mediante la creación de un biorepositorio lunar (https://academic.oup.com/bioscience/advance-article/doi/10.1093/biosci/biae058/7715645?login=false).
El estudio trata de desarrollar 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. Así, detallan una hoja de ruta para crear un biorepositorio 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.
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, un gigantesco refrigerador natural. Sin embargo, la vulnerabilidad de la Bóveda se puso de manifiesto en 2017, cuando el deshielo del permafrost amenazó con inundarla. 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. Pero incluso, sin la amenaza del calentamiento global, sitios como Svalbard no son lo suficientemente fríos para el tejido animal, que necesita almacenarse por debajo de -196 grados Celsius para detener los procesos biológicos que eventualmente degradarían las células animales.
De acuerdo con el estudio, la criopreservación de células animales a esas bajas temperaturas requiere de 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. Para mitigar estas vulnerabilidades, se necesita para la criopreservación una forma de mantener pasivamente las temperaturas de almacenamiento.
Como en la Tierra no existen temperaturas tan frías de forma natural, Hagedorn y sus coautores se fijaron en la Luna. Algunas de las mismas características que hacen de la Luna un lugar tan hostil para la vida humana, también la convierten, irónicamente, en un lugar ideal para servir como una especie de arca para la vida en la Tierra. La falta de atmósfera en la Luna significa que no hay riesgo de cambio climático allí.
Las regiones polares de la Luna presentan numerosos cráteres que nunca reciben luz solar debido a su orientación y profundidad. Estas regiones, denominadas regiones permanentemente sombreadas, pueden alcanzar temperaturas de -246 grados Celsius, más que lo suficientemente frías para el almacenamiento pasivo mediante criopreservación. Así, no hay necesidad de energía eléctrica u otros equipos que puedan estropearse. 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. La lejanía incluso la mantendría alejada a este almacenamiento de los tipos de agitación social que podrían amenazar un depósito en la Tierra.
En su artículo, imaginan un depósito donde eventualmente se almacenarían tejidos de la mayoría de las especies de la Tierra, comenzando con las criaturas más amenazadas y luego expandiéndose a las especies que llenan nichos ecológicos clave, incluidos los productores primarios, los polinizadores, los “ingenieros” como las termitas que transforman los paisajes, los parientes silvestres de las especies domesticadas, los organismos que pueden sobrevivir en ambientes extremos y los peces de aguas templadas y frías.
Esto no significa que los organismos enteros se almacenarán en una especie de animación suspendida, como tantos especímenes en un museo. Más bien, los científicos proponen preservar células clave que luego puedan convertirse en un organismo animal. Así, como parte de este estudio, se desarrolló un sistema de ejemplo de criopreservación. Para ello, se criopreservaron muestras de piel de aletas de un pez de arrecife, el gobio estrellado, Asterropteryx semipunctata. 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, se podrían usar una diversidad de tipos de muestras según la especie, incluidas larvas y otros materiales reproductivos.
Ahora se busca iniciar con una serie de ensayos 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. Dos factores clave son la necesidad de reducir el daño por radiación y mantener las muestras cerca de -196 grados Celsius. Además, se pretende realizar experimentos adicionales 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.
Los autores del estudio proponen para financiar y manejar este proyecto un posible modelo similar a la Bóveda Global de Semillas de Svalbard (Noruega), una institución pública creada y financiada por el gobierno noruego, con un comité asesor internacional que ayuda a dirigir las operaciones. Una instalación lunar podría incluir a financiadores públicos y privados y a varios países.
Los autores concluyen que es un programa que durará décadas. Ellos señalan que la creación de un biorepositorio lunar requerirá la colaboración de una amplia gama de naciones, grupos culturales, agencias y partes interesadas internacionales para desarrollar planes aceptables de almacenamiento, gobernanza y largo plazo de muestras. Parten que proteger la vida en la Tierra debe ser una prioridad máxima en la carrera por los sitios lunares para las industrias y muchos tipos de ciencia. Es decir, hay que proteger los sitios posibles para este biorepositorio lunar frente a los múltiples intereses que ven en la Luna una mina de oro. Los investigadores consideran que sus próximos pasos a corto plazo incluyen expandir su base de colaboradores, especialmente para incluir laboratorios y agencias que trabajan en investigación espacial; extraer y criopreservar células de fibroblastos de las aletas de peces y probar su empaque en condiciones similares a las del espacio en la Tierra; asegurar apoyo para pruebas en la Estación Espacial Internacional, y crear metodologías de muestras y bancos para los socios que recolectan en la Tierra.
