الحيوانات بطيئة المشية الصغيرة يمكن أن تعلمنا كيف نتحمل مشقة السفر للفضاء

مجلة رونق - لا يوجد وحش على الأرض أقوى من بطيئات المشية الصغيرة. يمكنه البقاء على قيد الحياة عند التجمد عند -272 درجة مئوية ، والتعرض لفراغ الفضاء الخارجي ، وحتى تعرضه لتفجير 500 مرة من جرعة الأشعة السينية التي من شأنها أن تقتل الإنسان.

بعبارة أخرى ، يمكن للكائن أن يتحمل ظروفًا لا وجود لها حتى على الأرض. جعلت هذه المرونة من العالم الآخر ، جنبًا إلى جنب مع مظهرها المحبب ، بطيئات المشية مفضلة لمحبي الحيوانات. ولكن أبعد من ذلك ، يتطلع الباحثون إلى الحيوانات المجهرية ، بحجم عثة الغبار ، لتعلم كيفية إعداد البشر والمحاصيل للتعامل مع قسوة السفر إلى الفضاء.

تنبع عدم قابلية التارديغراد للتدمير من تكيفها مع بيئتها - وهو ما قد يبدو مفاجئًا ، لأنها تعيش في أماكن تبدو هادئة ، مثل كتل الطحالب الباردة الرطبة التي تنتشر في جدار الحديقة. تكريمًا لمثل هذه الموائل ، جنبًا إلى جنب مع المظهر البدين ، يسمي بعض الناس بطيئات المشية الدببة المائية أو ، بشكل رائع ، الخنازير الطحلبية.

ولكن اتضح أن منزل بطيئات المشية الرطب يمكن أن يجف عدة مرات كل عام. التجفيف كارثي للغاية بالنسبة لمعظم الكائنات الحية. إنه يدمر الخلايا بنفس الطرق التي يؤدي بها التجميد والفراغ والإشعاع.

لسبب واحد ، يؤدي التجفيف إلى مستويات عالية من البيروكسيدات وأنواع الأكسجين التفاعلية الأخرى. تعمل هذه الجزيئات السامة على إزميل الحمض النووي للخلية إلى أجزاء قصيرة - تمامًا كما يفعل الإشعاع. يؤدي التجفيف أيضًا إلى تجعد أغشية الخلايا وتشققها. ويمكن أن يؤدي إلى ظهور البروتينات الدقيقة ، مما يجعلها عديمة الفائدة مثل الطائرات الورقية المجعدة. طورت بطيئات المشية استراتيجيات خاصة للتعامل مع هذه الأنواع من الضرر.

عندما تجف بطيئات المشية ، تتدفق خلاياه من العديد من البروتينات الغريبة التي لا تشبه أي شيء موجود في الحيوانات الأخرى. البروتينات في الماء مرنه وعديمة الشكل. ولكن مع اختفاء الماء ، تتجمع البروتينات ذاتيًا في ألياف طويلة متقاطعة تملأ داخل الخلية. مثل الفول السوداني الذي يحتوي على الستايروفوم ، تدعم الألياف أغشية الخلايا والبروتينات ، مما يمنعها من التكسر أو الانفتاح.

هناك نوعان على الأقل من بطيئات المشية ينتجان أيضًا بروتينًا آخر لا يوجد في أي حيوان آخر على وجه الأرض. يرتبط هذا البروتين ، المسمى Dsup ، باختصار "مانع الضرر" بالحمض النووي وقد يحميه جسديًا من الأشكال التفاعلية للأكسجين.

يمكن لمحاكاة بطيئات المشية أن تساعد البشر يومًا ما في استعمار الفضاء الخارجي. يمكن هندسة المحاصيل الغذائية والخميرة والحشرات لإنتاج بروتينات بطيئات المشية ، مما يسمح لهذه الكائنات بالنمو بكفاءة أكبر على المركبات الفضائية حيث ترتفع مستويات الإشعاع مقارنة بالأرض.

أدخل العلماء بالفعل جين بروتين Dsup في الخلايا البشرية في المختبر. نجت العديد من هذه الخلايا المعدلة من مستويات الأشعة السينية أو المواد الكيميائية البيروكسيدية التي تقتل الخلايا العادية (SN: 11/9/19 ، ص 13). وعند إدخاله في نباتات التبغ - وهو نموذج تجريبي للمحاصيل الغذائية - بدا أن جين Dsup يحمي النباتات من التعرض لمادة كيميائية ضارة بالحمض النووي تسمى ethyl methanesulfonate. نمت النباتات ذات الجين الإضافي بسرعة أكبر من النباتات التي لا تمتلكها. كما أن النباتات التي تحتوي على Dsup تتسبب في تلف أقل للحمض النووي عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية.

تُظهر بروتينات "الفول السوداني المعبأة" بطيئات المشية العلامات المبكرة لكونها وقائية للبشر. عند تعديلها لإنتاج تلك البروتينات ، أصبحت الخلايا البشرية مقاومة للكامبتوثين ، وهو عامل علاج كيميائي قاتل للخلايا ، حسبما أفاد باحثون في 18 مارس علم الأحياء الاصطناعية ACS. فعلت بروتينات بطيئات المشية ذلك عن طريق تثبيط الاستماتة ، وهو برنامج خلوي للتدمير الذاتي غالبًا ما يتم تشغيله عن طريق التعرض للمواد الكيميائية الضارة أو الإشعاع.

لذا ، إذا نجح البشر في الوصول إلى النجوم ، فقد ينجزون هذا العمل الفذ ، جزئيًا ، من خلال الوقوف على أكتاف متخصصي التحمل الثمانية الصغار في الفناء الخلفي لمنزلك.