junio 18, 2021

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Los chipirones que brillan en la oscuridad y los tardígrados van al espacio

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ATLANTA (CNN) – Los “osos de agua” y los chipirones están a punto de viajar al espacio.

No, no estamos iniciando un acuario en el espacio. Estos animales se unirán a la tripulación de astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional con fines de investigación.

SpaceX está programado para lanzar su 22ª misión de reabastecimiento de carga a la estación espacial el 3 de junio a las 11:29 pm MT. La nave espacial llevará suministros, experimentos de investigación científica y demostraciones de tecnología. Incluso está cargado con nuevos paneles solares que los astronautas instalarán fuera de la estación espacial durante las caminatas espaciales en junio.

Cerca de 5,000 tardígrados, también conocidos como osos de agua, y 128 calamares bobtail que brillan intensamente estarán entre la preciosa carga que se dirige a la estación. Ambos participarán en experimentos allí. El primero será ver cómo los osos de agua toleran el medio ambiente. Los investigadores también quieren saber si la ingravidez afecta las relaciones simbióticas entre los calamares y los microbios beneficiosos.

Otros experimentos que van a la estación incluyen un ultrasonido portátil, operación remota de brazos robóticos usando realidad virtual, análisis de cómo se forman los cálculos renales en el espacio, estudiar el microbioma oral (que se encuentra en la boca) y producir un algodón que sea más resistente al estrés.

Cada día se llevan a cabo cientos de experimentos científicos en la estación espacial; después de todo, es un laboratorio orbital. Los astronautas supervisan estos experimentos e informan de sus observaciones a los investigadores de la Tierra. La investigación nos ayuda a comprender mejor la vida en gravedad cero, así como a descubrir los beneficios que se pueden aplicar en la Tierra.

Osos de agua en el espacio

Bajo un microscopio, los pequeños tardígrados parecen osos de agua. Aunque se encuentran comúnmente en el agua, y a veces sirven como némesis en “Ant-Man and the Wasp”, los tardígrados son conocidos por su capacidad para sobrevivir e incluso prosperar en los entornos más extremos.

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“Los tardígrados son un grupo de animales microscópicos que son conocidos por su capacidad para sobrevivir a una serie de tensiones extremas”, dijo Thomas Boothby, profesor asistente de biología molecular en la Universidad de Wyoming e investigador principal del experimento tardígrado Cell Science-04, en una conferencia de prensa el miércoles.

“Algunas de las cosas a las que pueden sobrevivir los tardígrados incluyen el secado, la congelación y el calentamiento más allá del punto de ebullición del agua. Pueden sobrevivir miles de veces más radiación que nosotros y pueden durar días o semanas con poco o ningún oxígeno”.

¿Pueden tolerar estos extremos mejor que la mayoría de las formas de vida, y qué es más extremo que el espacio? No es la primera vez que los tardígrados han ido al espacio, y no incluso puede ser uno de ellos en la luna después de que una misión que los transportaba se estrellara contra su superficie.

“Se ha demostrado que sobreviven y se reproducen durante los vuelos espaciales, e incluso pueden sobrevivir a una exposición prolongada al vacío del espacio exterior”, dijo Boothby.

Los científicos pudieron secuenciar el genoma del tardígrado, de modo que realmente puedan medir cómo estos animales microscópicos se ven afectados por diferentes condiciones ambientales en función de su expresión genética.

El experimento de Boothby está diseñado para ver cómo los tardígrados se adaptan a la vida en la órbita terrestre baja, lo que puede llevar a una mayor comprensión de los factores estresantes que enfrentan los humanos en el espacio. La investigación implica estudiar la biología molecular de los osos de agua, tanto a corto plazo como a los osos de agua que viven en la estación durante siete días para ver su adaptación inmediata y a largo plazo. Estos osos de agua multigeneracionales pueden ayudar a los científicos a comprender la genética detrás de la adaptación y la supervivencia en un entorno altamente estresante.

Aunque la estación espacial es más protectora que la del espacio profundo, los seres humanos y los experimentos con animales a bordo están sujetos a una gravedad reducida y una mayor exposición a la radiación.

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“Comprender cómo proteger a los astronautas y otros organismos de estas tensiones será esencial para garantizar una presencia espacial segura y productiva a largo plazo”, dijo Boothby.

Los tardígrados llegarán a la estación en un estado inanimado congelado, luego serán descongelados, revividos y cultivados en un sistema de biocultivo especial.

Los resultados del estudio a corto y largo plazo deberían permitir a los investigadores ver qué genes se activan o desactivan para ayudar a los tardígrados a sobrevivir.

Por ejemplo, si los investigadores determinan que los tardígrados están produciendo demasiados antioxidantes para ayudar a combatir el nivel de radiación que están experimentando, podría decirles a los investigadores que los astronautas necesitan consumir una dieta rica en antioxidantes.

“En última instancia, esta información nos dará una idea de cómo uno de los organismos más resistentes de la Tierra es capaz de sobrevivir a los rigores de los vuelos espaciales”, dijo Boothby. “Y nuestra esperanza es que estos conocimientos proporcionen vías para desarrollar contramedidas o terapias que ayuden a proteger a los astronautas durante misiones espaciales extendidas”.

Umami celestial

Los astronautas están a punto de experimentar algo de umami en el espacio, pero no del tipo que pueden sentir.

El experimento UMAMI significa Comprensión de la microgravedad en las interacciones entre microbios animales y Jamie Foster, profesor del Departamento de Microbiología y Ciencia Celular de la Universidad de Florida, es su investigador principal. Ella está ansiosa por ver cómo los microbios beneficiosos y saludables se comunican con los tejidos animales en el espacio.

“Los animales, incluidos los humanos, dependen de nuestros microbios para mantener un sistema digestivo e inmunológico saludable”, dijo Foster. “No entendemos completamente cómo los vuelos espaciales altera estas interacciones beneficiosas. El experimento UMAMI utiliza un calamar bobtail que brilla en la oscuridad para abordar estos importantes problemas de salud animal”.

Los calamares bobtail, que solo miden unos tres milímetros de largo, funcionan como el modelo perfecto para estudiar esto por dos razones. Estos calamares tienen un órgano de luz especial dentro del cuerpo que puede ser colonizado por una especie de bacteria luminiscente. El calamar puede usar esta bacteria para brillar en la oscuridad. Debido a que es una sola especie de bacteria y un tipo de tejido huésped, es fácil para los investigadores seguir cómo se desarrolla este proceso, dijo Foster.

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El calamar también tiene un sistema inmunológico muy similar al de los humanos.

“Podemos establecer muchos paralelismos sobre cómo el sistema inmunológico está respondiendo a estos microbios beneficiosos en el entorno espacial”, dijo Foster.

Los calamares nacen sin bacterias, por lo que deben adquirirse de su entorno. Los humanos que realizan el experimento iniciarán esta simbiosis agregando las bacterias a los animales y observando lo que sucede durante las primeras horas a medida que ocurre la colonización.

El calamar será parte de un experimento completamente autónomo alojado en lo que parece ser una caja. Las bombas agregan agua o bacterias cuando es necesario, o bombean agua si es necesario.

El tejido del calamar se congelará en la estación y luego se devolverá a la Tierra, preservando la línea de tiempo molecular de activación y desactivación de los genes del calamar, similar al experimento tardígrado.

Los investigadores podrán descubrir si los vuelos espaciales alteran la relación mutuamente beneficiosa entre los animales y sus microbios.

“A medida que los astronautas exploran el espacio, se llevan consigo una compañía de diferentes especies microbianas”, dijo Foster. “Y es muy importante comprender cómo estos microbios, denominados colectivamente microbioma, cambian en el entorno espacial y cómo se establecen estas relaciones”.

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