يتجه صغار الحبار والتارديغرادا إلى الفضاء

يتم إجراء مئات التجارب العلمية كل يوم على المحطة الفضائية ؛ إنه معمل يدور ، بعد كل شيء. يشرف رواد الفضاء على هذه التجارب ويبلغون ملاحظاتهم للباحثين على الأرض. يساعدنا البحث على اكتساب فهم أفضل للحياة في انعدام الجاذبية وكذلك اكتشاف الفوائد التي يمكن تطبيقها على الأرض.

يحمل الماء في الفضاء

تحت المجهر ، تبدو بطيئات المشية الصغيرة مثل دببة الماء. على الرغم من أنها توجد بشكل شائع في الماء – وفي بعض الأحيان ، تعمل بمثابة العدو في فيلم “Ant-Man and the Wasp” – تشتهر بطيئات المشية بقدرتها على البقاء وحتى الازدهار في أكثر البيئات قسوة.

قال توماس بوثبي ، الأستاذ المساعد في البيولوجيا الجزيئية في جامعة وايومنغ والباحث الرئيسي في تجربة Cell Science-04 بطيئات المشية: “بطيئات المشية هي مجموعة من الحيوانات المجهرية التي تشتهر بقدرتها على تحمل عدد من الضغوط الشديدة”. مؤتمر صحفي الأربعاء.

“بعض الأشياء التي يمكن أن تحيا بطيئات المشية تشمل الجفاف ، والتجميد ، وتسخينها بعد نقطة غليان الماء. ويمكنها البقاء على قيد الحياة آلاف المرات من الإشعاع بقدر ما نستطيع ، ويمكن أن تستمر لأيام أو أسابيع بقليل أو لا أكسجين “.

وقال بوثبي: “لقد ثبت أنها تعيش وتتكاثر أثناء رحلات الفضاء ، ويمكنها حتى أن تنجو من التعرض لفترات طويلة لفراغ الفضاء الخارجي”.

تمكن العلماء من ترتيب تسلسل جينوم بطيئات المشية ، حتى يتمكنوا فعليًا من قياس كيفية تأثر هذه الحيوانات المجهرية بالظروف البيئية المختلفة بناءً على تعبيرها الجيني.

تم تصميم تجربة بوثبي لمعرفة كيف تتكيف بطيئات المشية مع الحياة في مدار أرضي منخفض ، مما قد يؤدي إلى فهم أكبر للضغوط التي يواجهها البشر في الفضاء. يتضمن البحث دراسة البيولوجيا الجزيئية لدببة الماء على المدى القصير ، مثل الدببة المائية التي تعيش في المحطة لمدة سبعة أيام لمعرفة تكيفها الفوري ، وكذلك على المدى الطويل. يمكن أن تساعد هذه الدببة المائية متعددة الأجيال العلماء على فهم الجينات الكامنة وراء التكيف والبقاء في بيئة شديدة التوتر.

على الرغم من أن المحطة الفضائية أكثر حماية من تلك الموجودة في الفضاء السحيق ، فإن تجارب البشر والحيوانات على متنها يتعرضون لانخفاض الجاذبية وزيادة التعرض للإشعاع.

قال بوثبي: “إن فهم كيفية حماية رواد الفضاء والكائنات الحية الأخرى من هذه الضغوط سيكون ضروريًا لضمان وجود فضائي آمن ومنتج على المدى الطويل”.

ستصل بطيئات المشية إلى المحطة في حالة جامدة متجمدة ، ثم يتم إذابتها وإحيائها وتنميتها في نظام تربية حيوي خاص.

يجب أن تسمح نتائج الدراسة قصيرة وطويلة المدى للباحثين بمراقبة الجينات التي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها لمساعدة بطيئات المشية على البقاء على قيد الحياة.

على سبيل المثال ، إذا قرر الباحثون أن بطيئات المشية تنتج الكثير من مضادات الأكسدة للمساعدة في مكافحة مستوى الإشعاع الذي تتعرض له ، فقد يخبر ذلك الباحثين أن رواد الفضاء بحاجة إلى تناول نظام غذائي غني بمضادات الأكسدة.

قال بوثبي: “في نهاية المطاف ، ستعطينا هذه المعلومات نظرة ثاقبة حول كيف يمكن لواحد من أصعب الكائنات الحية على الأرض أن ينجو من قسوة رحلات الفضاء. “ونأمل أن توفر هذه الأفكار السبل لتطوير تدابير مضادة أو علاجات من شأنها أن تساعد في حماية رواد الفضاء خلال مهمات الفضاء المطولة.”

أومامي السماوي

رواد الفضاء على وشك تجربة القليل من الأومامي في الفضاء ، وليس النوع الذي يمكنهم تذوقه.

تجربة UMAMI تعني فهم الجاذبية الصغرى على تفاعلات الميكروبات الحيوانية وجيمي فوستر ، الأستاذ في قسم علم الأحياء الدقيقة وعلوم الخلايا في جامعة فلوريدا ، هو الباحث الرئيسي فيها. إنها حريصة على معرفة كيف تتواصل الميكروبات المفيدة الصحية مع أنسجة الحيوانات في الفضاء.

وقال فوستر: “تعتمد الحيوانات ، بما في ذلك البشر ، على ميكروباتنا للحفاظ على صحة الجهاز الهضمي والجهاز المناعي”. “نحن لا نفهم تمامًا كيف يغير رحلات الفضاء هذه التفاعلات المفيدة. تستخدم تجربة UMAMI حبارًا متوهجًا في الظلام لمعالجة هذه القضايا المهمة في صحة الحيوان.”

حبار بوبتيل ، الذي يبلغ طوله حوالي ثلاثة ملليمترات فقط ، يعمل كنموذج مثالي لدراسة هذا لسببين. يحتوي هذا الحبار على عضو ضوئي خاص داخل الجسم يمكن أن يستعمره نوع من البكتيريا المضيئة. يمكن للحبار بعد ذلك استخدام هذه البكتيريا للتوهج في الظلام. قال فوستر إنه نظرًا لكونه نوعًا واحدًا من البكتيريا ونوعًا واحدًا من الأنسجة المضيفة ، فمن السهل على الباحثين متابعة كيفية تطور هذه العملية.

يحتوي الحبار أيضًا على جهاز مناعي مشابه جدًا للنوع الذي يمتلكه الإنسان.

قال فوستر: “يمكننا أن نأخذ الكثير من أوجه التشابه لكيفية استجابة جهاز المناعة لهذه الميكروبات المفيدة في بيئة الفضاء”.

يولد الحبار بدون بكتيريا ، لذلك يتعين عليهم الحصول عليه من بيئتهم. سيبدأ البشر الذين أجروا التجربة هذا التعايش عن طريق إضافة البكتيريا إلى الحيوانات ومراقبة ما يحدث خلال الساعات القليلة الأولى عند حدوث الاستعمار.

سيكون الحبار جزءًا من تجربة مستقلة تمامًا موجودة في ما يشبه الصندوق. ستضيف المضخات الماء أو البكتيريا عند الحاجة إليها ، أو تضخ الماء إذا لزم الأمر.

سيتم تجميد أنسجة الحبار في المحطة وإعادتها إلى الأرض لاحقًا ، مع الحفاظ على الجدول الزمني الجزيئي للجينات التي تم إيقاف تشغيلها وتشغيلها للحبار ، على غرار تجربة بطيئات المشية.

سيتمكن الباحثون من معرفة ما إذا كانت الرحلات الفضائية ستغير العلاقة المفيدة للطرفين بين الحيوانات وميكروباتها.

قال فوستر: “بينما يستكشف رواد الفضاء الفضاء ، فإنهم يأخذون معهم شركة من أنواع ميكروبية مختلفة”. “ومن المهم حقًا أن نفهم كيف تتغير هذه الميكروبات ، التي تسمى مجتمعة الميكروبيوم ، في بيئة الفضاء وكيف يتم إنشاء هذه العلاقات.”