Tardigrades ที่อับปางสามารถตั้งอาณานิคมบนดวงจันทร์ได้หรือไม่?

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

เมื่อห้าปีที่แล้ว เมื่อวันที่ 22 กุมภาพันธ์ 2019 ยานสำรวจอวกาศไร้คนขับถูกวางในวงโคจรรอบดวงจันทร์ ตั้งชื่อ Beresheet และสร้างโดย SpaceIL และ Israel Aerospace Industriesตั้งใจให้เป็นยานอวกาศส่วนตัวลำแรกที่ทำการลงจอดแบบนุ่มนวล ในบรรดาน้ำหนักบรรทุกของยานสำรวจนั้นมีทาร์ดิเกรด ซึ่งมีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการเอาชีวิตรอดแม้ในสภาพอากาศที่เลวร้ายที่สุด

ภารกิจ ประสบปัญหาตั้งแต่เริ่มต้นเนื่องจากความล้มเหลวของกล้อง "ติดตามดาว" ที่มีจุดประสงค์เพื่อกำหนดทิศทางของยานอวกาศและควบคุมมอเตอร์อย่างเหมาะสม ข้อจำกัดด้านงบประมาณทำให้มีการออกแบบที่ลดระดับลง และแม้ว่าศูนย์บัญชาการจะสามารถแก้ไขปัญหาบางอย่างได้ แต่สิ่งต่างๆ ก็ยุ่งยากยิ่งขึ้นในวันที่ 11 เมษายน ซึ่งเป็นวันที่เครื่องลงจอด

ระหว่างทางไปดวงจันทร์ ยานอวกาศกำลังเดินทางด้วยความเร็วสูง และจำเป็นต้องชะลอความเร็วลงจึงจะลงจอดได้อย่างนุ่มนวล น่าเสียดายในระหว่างการซ้อมเบรก ไจโรสโคปล้มเหลว ขัดขวางเครื่องยนต์หลัก ที่ระดับความสูง 150 เมตร เบเรชีตยังคงเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 500 กิโลเมตรต่อชั่วโมงเร็วเกินกว่าจะหยุดทันเวลา ผลกระทบรุนแรง - ยานสำรวจแตก และซากของมันถูกกระจัดกระจายไปในระยะทางประมาณร้อยเมตร เรารู้สิ่งนี้เนื่องจากสถานที่ดังกล่าวถูกถ่ายภาพโดยดาวเทียม LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) ของ NASA เมื่อวันที่ 22 เมษายน

Tardigrades ที่อับปางสามารถตั้งอาณานิคมบนดวงจันทร์ได้หรือไม่? PlatoBlockchain ข้อมูลอัจฉริยะ ค้นหาแนวตั้ง AI. — ภาพก่อนและหลังที่ถ่ายโดยยานอวกาศ Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ของ NASA ของจุดเกิดเหตุเบเรชีต เครดิตรูปภาพ: NASA / GSFC / มหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนา

สัตว์ที่สามารถทนต่อ (เกือบ) ทุกสิ่งได้

แล้วเกิดอะไรขึ้นกับ. tardigrades ที่กำลังเดินทางอยู่บนยานสำรวจ? ด้วยความสามารถอันน่าทึ่งของพวกเขาในการเอาชีวิตรอดในสถานการณ์ที่อาจฆ่าสัตว์อื่นๆ ได้ พวกมันสามารถปนเปื้อนดวงจันทร์ได้หรือไม่? ที่แย่กว่านั้นคือพวกมันสามารถสืบพันธุ์และตั้งอาณานิคมได้หรือไม่?

Tardigrades เป็นสัตว์ที่มีกล้องจุลทรรศน์ซึ่งมีความยาวน้อยกว่าหนึ่งมิลลิเมตร ทั้งหมดมีเซลล์ประสาท ปากเปิดที่ปลายงวงแบบยืดหดได้ ลำไส้ที่มีไมโครไบโอต้า และขาที่ไม่ประกบสี่คู่ซึ่งลงท้ายด้วยกรงเล็บ และส่วนใหญ่มีสองตา แม้ว่าพวกมันจะมีขนาดเล็ก แต่ก็มีบรรพบุรุษร่วมกันกับสัตว์ขาปล้อง เช่น แมลงและแมง

ทาร์ดิเกรดส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมทางน้ำ แต่สามารถพบได้ในทุกสภาพแวดล้อม แม้แต่ในเมืองก็ตาม เอ็มมานูเอล เดลากูตต์นักวิจัยจากศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติฝรั่งเศส (CNRS) รวบรวมพวกมันไว้ในมอสและไลเคนของ Jardin des Plantes ในปารีส เพื่อให้มีความกระฉับกระเฉง ให้กินสาหร่ายขนาดเล็ก เช่น คลอเรลลา และเคลื่อนย้าย เติบโต และสืบพันธุ์ โดยทาร์ดิเกรดจะต้องมีแผ่นฟิล์มน้ำล้อมรอบ พวกมันสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศหรือไม่อาศัยเพศผ่านการสืบพันธุ์ (จากไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิ) หรือแม้แต่กระเทย เมื่อบุคคล (ซึ่งมีเซลล์สืบพันธุ์ทั้งชายและหญิง) ปฏิสนธิด้วยตนเอง เมื่อไข่ฟักออกมาแล้ว ทาร์ดิเกรดจะมีอายุการใช้งานได้ประมาณ 3 ถึง 30 เดือน ผลรวมของ มีการอธิบายไว้ 1,265 ชนิดรวมทั้งฟอสซิลสองตัวด้วย

Tardigrades มีชื่อเสียงในด้านความต้านทานต่อสภาวะต่างๆ ที่มีอยู่ทั้งบนโลกและบนดวงจันทร์ พวกเขาสามารถปิดระบบการเผาผลาญได้โดยการสูญเสียน้ำในร่างกายมากถึง 95 เปอร์เซ็นต์ บางชนิดสังเคราะห์น้ำตาลทรีฮาโลสได้นั่นเอง ทำหน้าที่เป็นสารป้องกันการแข็งตัวในขณะที่โปรตีนอื่นๆ สังเคราะห์โปรตีนที่คิดว่าจะรวมองค์ประกอบของเซลล์เข้าไว้ในโครงข่าย "คล้ายแก้ว" ที่ไม่มีรูปร่างที่ให้ความต้านทานและการปกป้องแต่ละเซลล์

ในระหว่างภาวะขาดน้ำ ร่างกายของทาร์ดิเกรดสามารถหดตัวลงเหลือครึ่งหนึ่งของขนาดปกติ ขาหายไปเหลือเพียงกรงเล็บเท่านั้นที่มองเห็นได้ รัฐนี้เรียกว่า การเข้ารหัสลับยังคงอยู่จนกว่าเงื่อนไขสำหรับชีวิตที่กระฉับกระเฉงจะกลับมาดีอีกครั้ง

ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ของทาร์ดิเกรด บุคคลต้องใช้เวลามากหรือน้อยในการทำให้แห้ง และไม่ใช่ว่าตัวอย่างทั้งหมดของสายพันธุ์เดียวกันจะสามารถกลับคืนสู่ชีวิตที่กระฉับกระเฉงได้ ตัวเต็มวัยที่ขาดน้ำจะมีชีวิตอยู่ได้ไม่กี่นาทีที่อุณหภูมิต่ำถึง -272°C หรือสูงถึง 150°C และในระยะยาวด้วยรังสีแกมมาปริมาณสูง 1,000 หรือ 4,400 สีเทา (Gy) จากการเปรียบเทียบ ปริมาณ 10 Gy เป็นอันตรายถึงชีวิตสำหรับมนุษย์ และ 40-50,000 Gy ฆ่าเชื้อวัสดุทุกประเภท อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าปริมาณรังสีจะฆ่าไข่ทาร์ดิเกรดก็ตาม ยิ่งไปกว่านั้น การป้องกันที่เกิดจาก cryptobiosis นั้นไม่ได้ชัดเจนเสมอไป ดังเช่นในกรณีของ มิลนีเซียม ทาร์ดิกราดัมโดยที่รังสีส่งผลกระทบต่อทั้งสัตว์ที่เคลื่อนไหวและขาดน้ำในลักษณะเดียวกัน

ชีวิตทางจันทรคติ?

แล้วเกิดอะไรขึ้นกับทาร์ดิเกรดหลังจากที่พวกมันชนบนดวงจันทร์? มีอันใดที่ยังใช้งานได้ถูกฝังอยู่ใต้ดวงจันทร์ ตะกอนฝุ่นหินที่ ฝุ่นละออง ที่มีความลึกต่างกันตั้งแต่ไม่กี่เมตรไปจนถึงหลายสิบเมตรล่ะ?

ก่อนอื่นพวกเขาต้องรอดจากผลกระทบนี้ให้ได้ การทดสอบในห้องปฏิบัติการ ได้แสดงให้เห็นว่าตัวอย่างที่แช่แข็งของ ฮิปซิบิอุส ดูจาร์ดินี สัตว์ที่เดินทางด้วยความเร็ว 3,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมงในสุญญากาศได้รับความเสียหายร้ายแรงเมื่อชนเข้ากับทราย อย่างไรก็ตาม พวกมันรอดจากการกระแทกด้วยความเร็ว 2,600 กิโลเมตรต่อชั่วโมงหรือน้อยกว่านั้น และ “การลงจอดอย่างหนัก” บนดวงจันทร์ แม้จะไม่พึงประสงค์ แต่ก็ช้ากว่ามาก

พื้นผิวดวงจันทร์ไม่ได้รับการปกป้องจากอนุภาคแสงอาทิตย์และรังสีคอสมิก โดยเฉพาะรังสีแกมมา แต่ที่นี่เช่นกัน ทาร์ดิเกรดก็สามารถต้านทานได้ ในความเป็นจริง Robert Wimmer-Schweingruber ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัย Kiel ในเยอรมนี และทีมงานของเขาได้แสดงให้เห็นว่า ปริมาณรังสีแกมมาที่ตกกระทบพื้นผิวดวงจันทร์จะคงที่แต่ต่ำ เมื่อเทียบกับปริมาณที่กล่าวข้างต้น การได้รับรังสีแกมมาเป็นเวลา 10 ปีจะสอดคล้องกับปริมาณรังสีทั้งหมดประมาณ 1 Gy

ในที่สุด ทาร์ดิเกรดจะต้องทนต่อภาวะขาดน้ำได้ รวมถึงอุณหภูมิตั้งแต่ -170 ถึง -190°C ในคืนวันจันทรคติ และ 100 ถึง 120°C ในตอนกลางวัน วันหรือคืนตามจันทรคติกินเวลานานเพียงไม่ถึง 15 วันของโลก ตัวยานสำรวจไม่ได้ถูกออกแบบมาให้ทนทานต่อสภาวะสุดขั้วดังกล่าว และถึงแม้ว่ามันจะไม่ตก มันก็จะหยุดกิจกรรมทั้งหมดหลังจากผ่านไปเพียงไม่กี่วันบนโลก

น่าเสียดายสำหรับทาร์ดิเกรด พวกมันไม่สามารถเอาชนะการขาดน้ำของเหลว ออกซิเจน และสาหร่ายขนาดเล็กได้ พวกมันไม่สามารถเปิดใช้งานได้อีก และมีการแพร่พันธุ์น้อยกว่ามาก การล่าอาณานิคมของพวกเขาบนดวงจันทร์จึงเป็นไปไม่ได้ ถึงกระนั้น ตัวอย่างที่ไม่ใช้งานยังอยู่บนดินดวงจันทร์ และการมีอยู่ของพวกมันทำให้เกิดคำถามด้านจริยธรรม แมทธิว ซิลค์นักนิเวศวิทยาจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระชี้ให้เห็น อีกทั้งในเวลาที่ การสำรวจอวกาศ กำลังทะยานออกไปทุกทิศทุกทาง การปนเปื้อนของดาวเคราะห์ดวงอื่นอาจทำให้เราสูญเสียโอกาสในการตรวจจับสิ่งมีชีวิตนอกโลก

ผู้เขียนขอขอบคุณ Emmanuelle Delagoutte และ Cédric Hubas จาก Muséum de Paris และ Robert Wimmer-Schweingruber จาก University of Kiel สำหรับการอ่านเนื้อหาและคำแนะนำอย่างมีวิจารณญาณ

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับเป็นภาษาอังกฤษ โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม หรือตามที่ตีพิมพ์ครั้งแรกเป็นภาษาฝรั่งเศส โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม.

เครดิตภาพ: Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, และคณะ (2012), ซีซี บี