Bayi cumi-cumi dan tardigrades sedang menuju ke luar angkasa

Ratusan eksperimen ilmiah dilakukan setiap hari di stasiun luar angkasa; Bagaimanapun, ini adalah tanaman pemintalan. Astronot mengawasi eksperimen ini dan melaporkan pengamatan mereka kepada para peneliti di Bumi. Penelitian ini membantu kami mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang kehidupan di gravitasi nol serta menemukan manfaat yang dapat diterapkan di Bumi.

Membawa air di luar angkasa

Di bawah mikroskop, tardigrades terlihat seperti beruang air. Meskipun mereka paling sering ditemukan di air – dan terkadang, mereka bertindak sebagai musuh dalam “Ant-Man and the Wasp” – tardigrada dikenal karena kemampuannya untuk bertahan hidup dan bahkan berkembang di lingkungan yang paling ekstrim.

“Tardigrades adalah sekelompok hewan mikroskopis yang terkenal karena kemampuannya menahan sejumlah tekanan intens,” kata Thomas Boothby, asisten profesor biologi molekuler di University of Wyoming dan ketua peneliti dalam eksperimen Cell Science-04. Konferensi pers Rabu.

“Beberapa hal yang dapat bertahan hidup dari tardigrades termasuk dehidrasi, pembekuan, dan pemanasan melewati titik didih air. Mereka dapat bertahan ribuan kali radiasi sebanyak yang kita bisa, dan mereka dapat bertahan selama berhari-hari atau berminggu-minggu dengan sedikit atau tanpa radiasi. oksigen.”

“Telah terbukti bahwa mereka bertahan hidup dan berkembang biak selama penerbangan luar angkasa, dan mereka bahkan dapat bertahan hidup dalam waktu lama di ruang angkasa yang kosong,” kata Boothby.

Para ilmuwan telah mengurutkan genom tardigrades, sehingga mereka benar-benar dapat mengukur bagaimana hewan mikroskopis ini dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yang berbeda berdasarkan ekspresi genetik mereka.

Eksperimen Boothby dirancang untuk melihat bagaimana tardigrades beradaptasi dengan kehidupan di orbit rendah Bumi, yang dapat mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang tekanan yang dihadapi manusia di luar angkasa. Penelitian tersebut termasuk mempelajari biologi molekuler beruang air dalam jangka pendek, seperti beruang air yang tinggal di stasiun selama tujuh hari untuk melihat adaptasi jangka panjang dan langsung mereka. Beruang air multi-generasi ini dapat membantu para ilmuwan memahami gen yang mendasari adaptasi dan kelangsungan hidup di lingkungan yang sangat tertekan.

Meskipun stasiun luar angkasa lebih protektif daripada yang ada di luar angkasa, pengalaman manusia dan hewan di atas pesawat mengalami penurunan gravitasi dan peningkatan paparan radiasi.

“Memahami bagaimana melindungi astronot dan makhluk hidup lainnya dari tekanan ini akan sangat penting untuk memastikan keberadaan ruang angkasa yang aman dan produktif dalam jangka panjang,” kata Boothby.

Tardigrades akan mencapai tanaman dalam keadaan beku, kemudian dicairkan, dihidupkan kembali dan ditanam dalam sistem bioproduktif khusus.

Hasil studi jangka pendek dan jangka panjang seharusnya memungkinkan para peneliti untuk memantau gen mana yang dihidupkan atau dimatikan untuk membantu tardigrades bertahan hidup.

Misalnya, jika peneliti menentukan bahwa tardigrades menghasilkan banyak antioksidan untuk membantu memerangi tingkat radiasi yang terpapar, hal itu mungkin memberi tahu para peneliti bahwa astronot perlu makan makanan yang kaya antioksidan.

“Pada akhirnya, informasi ini akan memberi kita wawasan tentang bagaimana salah satu organisme terberat di Bumi dapat bertahan dari kekejaman penerbangan luar angkasa,” kata Boothby. Kami berharap ide-ide ini memberikan jalan untuk mengembangkan tindakan pencegahan atau perawatan yang akan membantu melindungi astronot. Selama misi luar angkasa yang berlarut-larut. . “

Umami surgawi

Astronot akan mencoba sedikit umami di luar angkasa, bukan yang bisa mereka rasakan.

Percobaan UMAMI berarti memahami gayaberat mikro pada interaksi mikroba hewan dan Jamie Foster, seorang profesor di Departemen Mikrobiologi dan Ilmu Sel di Universitas Florida, adalah peneliti utamanya. Dia sangat ingin mempelajari bagaimana mikroba menguntungkan yang sehat berkomunikasi dengan jaringan hewan di luar angkasa.

“Hewan, termasuk manusia, bergantung pada mikroba kita untuk menjaga kesehatan pencernaan dan sistem kekebalan,” kata Foster. “Kami tidak sepenuhnya memahami bagaimana penerbangan luar angkasa mengubah interaksi yang menguntungkan ini. Eksperimen UMAMI menggunakan cumi-cumi bercahaya dalam gelap untuk mengatasi masalah penting dalam kesehatan hewan ini.”

Cumi-cumi bobtail, yang panjangnya hanya sekitar tiga milimeter, menjadi model ideal untuk mempelajari hal ini karena dua alasan. Cumi-cumi ini mengandung organ fotosintetik khusus di dalam tubuhnya yang dapat dikolonisasi oleh sejenis bakteri pencerah. Sotong kemudian dapat menggunakan bakteri ini untuk bersinar dalam gelap. Foster mengatakan bahwa karena hanya satu jenis bakteri dan satu jenis jaringan inang, maka mudah bagi peneliti untuk mengikuti bagaimana proses ini berkembang.

Cumi-cumi juga memiliki sistem kekebalan yang sangat mirip dengan tipe yang dimiliki manusia.

“Kita dapat mengambil banyak kesamaan tentang bagaimana sistem kekebalan menanggapi mikroba yang bermanfaat ini di lingkungan luar angkasa,” kata Foster.

Cumi-cumi lahir tanpa bakteri, sehingga harus mendapatkannya dari lingkungannya. Manusia yang melakukan percobaan ini akan memulai simbiosis ini dengan menambahkan bakteri ke hewan dan mengamati apa yang terjadi selama beberapa jam pertama saat kolonisasi terjadi.

Cumi-cumi akan menjadi bagian dari pengalaman mandiri yang bertempat di tempat yang terlihat seperti kotak. Pompa akan menambahkan air atau bakteri saat dibutuhkan, atau memompa keluar air jika diperlukan.

Jaringan cumi-cumi akan dibekukan di stasiun dan kembali ke Bumi nanti, sambil tetap mematikan jadwal molekuler gen untuk cumi-cumi, mirip dengan percobaan tardigrade.

Para peneliti akan dapat melihat apakah penerbangan luar angkasa mengubah hubungan yang saling menguntungkan antara hewan dan mikroba mereka.

“Saat para astronot menjelajahi luar angkasa, mereka membawa sekelompok spesies mikroba yang berbeda,” kata Foster. “Dan sangat penting untuk memahami bagaimana mikroba ini, yang secara kolektif disebut mikrobioma, berubah di lingkungan luar angkasa dan bagaimana hubungan ini tercipta.”