科学家提出建立月球生物库的大胆计划

一个拟议中的月球生物储存库可以在无需电力或液氮的情况下储存基因样本。由史密森尼学会科学家领导的新研究提出了一项计划，通过在月球上低温保存生物材料来保护地球上濒临灭绝的生物多样性。研究人员说，月球上长期被阴影笼罩的环形山足够冷，无需电力或液氮就能低温保存。

这篇发表在《生物科学》（BioScience）上的论文是与史密森尼国家动物园和保护生物学研究所（NZCBI）、史密森尼国家自然历史博物馆、史密森尼国家航空航天博物馆等机构的研究人员合作撰写的，论文概述了创建月球生物储存库的路线图，包括治理思路、要储存的生物材料类型以及了解和应对辐射和微重力等挑战的实验计划。该研究还展示了鱼类皮肤样本的成功冷冻保存，这些样本目前保存在美国国家自然历史博物馆。

"最初，月球生物储存库将以目前地球上风险最大的物种为目标，但我们的最终目标是低温保存地球上的大多数物种，"新西兰生物研究所的研究低温生物学家、论文第一作者玛丽-海格多恩（Mary Hagedorn）说。"我们希望通过分享我们的愿景，我们的团队能够找到更多的合作伙伴来扩大对话，讨论威胁和机遇，并开展必要的研究和测试，使这个生物储存库成为现实。"

该提案从位于挪威斯瓦尔巴群岛的全球种子库中获得灵感，该种子库中有100多万个冷冻种子品种，在发生全球性灾难时可作为世界作物生物多样性的后备库。由于地处北极近 400 英尺的地下，该储藏室原本打算能够在没有电力供应的情况下保持种子收藏的冷冻状态。然而，2017 年，永久冻土融化导致融水泛滥，对种子收藏造成威胁。此后，种子库进行了防水处理，但这一事件表明，即使是北极的地下掩体也可能受到气候变化的影响。

科学家冷冻保存了星鰕虎鱼的皮肤样本。这些样本将接受辐照测试，为送往月球的生物材料做好准备。资料来源：Zerhan Jafar，史密森尼国家自然历史博物馆

与种子不同，动物细胞的保存需要更低的储存温度（华氏零下320度或摄氏零下196度）。在地球上，低温保存动物细胞需要液氮、电力和人力的供应。哈格多恩说，这三个要素中的每一个都有可能受到破坏，从而毁掉整个收藏。

为了降低这些脆弱性，科学家们需要一种方法来被动地保持低温保存的温度。由于这种低温在地球上并不自然存在，Hagedorn 和她的合著者将目光投向了月球。

月球两极地区有许多陨石坑，由于其方位和深度，这些陨石坑从未接受过阳光照射。这些所谓的永久阴影区的温度可达零下 410 华氏度（零下 246 摄氏度）--对于被动冷冻储存来说，这已经足够冷了。为了阻挡太空中对 DNA 有破坏作用的辐射，可以将样本储存在地下或用月球岩石制成的厚壁结构中。

在夏威夷海洋生物研究所，研究小组冷冻保存了一种叫做星鰕虎鱼的珊瑚鱼皮肤样本。这种鱼鳍含有一种叫做成纤维细胞的皮肤细胞，是国家自然历史博物馆生物储存库中的主要材料。在冷冻保存方面，成纤维细胞与精子、卵子和胚胎等其他类型的常用冷冻保存细胞相比，具有一些优势。科学还不能可靠地保存大多数野生动物物种的精子、卵子和胚胎。然而，对于许多物种来说，成纤维细胞可以很容易地冷冻保存。此外，成纤维细胞可以从动物皮肤上采集，这比采集卵子或精子更简单。对于本身没有皮肤的物种，如无脊椎动物，哈格多恩说，研究小组可能会根据物种的不同使用多种类型的样本，包括幼体和其他生殖材料。

下一步是开始对地球上冷冻保存的成纤维细胞进行一系列辐射暴露测试，以帮助设计可将样本安全送往月球的包装。研究小组正在积极寻求合作伙伴和支持，以便在地球和国际空间站上进行更多实验。这些实验将对原型包装能否承受与太空旅行和月球储存有关的辐射和微重力进行有力的测试。

研究人员设想，如果他们的想法成为现实，月球生物储存库将成为一个公共实体，包括公共和私人资助者、科学伙伴、国家和公众代表，拥有类似斯瓦尔巴全球种子库的合作管理机制。

Hagedorn说："我们并不是说如果地球毁灭了怎么办--如果地球在生物方面毁灭了，这个生物储存库也就无所谓了。这是为了帮助抵消自然灾害，并有可能加强太空旅行。生命是宝贵的，而且据我们所知，在宇宙中也很罕见。这个生物库为保护地球珍贵的生物多样性提供了另一种平行的方法。"

编译自/scitechdaily