Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Kunnen tardigrades de maan hebben gekoloniseerd?

Afbeelding van de soort Milnesium tardigradum in actieve staat. Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. (2012), CC DOOR

Iets meer dan vijf jaar geleden, op 22 februari 2019, werd een onbemande ruimtesonde in een baan om de maan gebracht. Met de naam Beresheet Het was gebouwd door SpaceIL en Israel Aerospace Industries en was bedoeld als het eerste particuliere ruimtevaartuig dat een zachte landing zou uitvoeren. Tot de lading van de sonde behoorden ook tardigrades, die bekend staan ​​om hun vermogen om zelfs in de zwaarste klimaten te overleven.



De missie kwam vanaf het begin in de problemen, met het uitvallen van "star tracker" -camera's die bedoeld waren om de oriëntatie van het ruimtevaartuig te bepalen en zo de motoren correct te besturen. Budgettaire beperkingen hadden een soberder ontwerp opgelegd, en hoewel het commandocentrum een ​​aantal problemen kon omzeilen, werd het nog lastiger op 11 april, de dag van de landing.

Op weg naar de maan had het ruimtevaartuig met hoge snelheid gereisd en moest het langzaam worden afgeremd om een ​​zachte landing te kunnen maken. Helaas faalde tijdens de remmanoeuvre een gyroscoop, waardoor de primaire motor blokkeerde. Op een hoogte van 150 m, Beresheet reed nog steeds met een snelheid van 500 km/u, veel te snel om op tijd te kunnen stoppen. De impact was hevig:de sonde verbrijzelde en de overblijfselen ervan werden verspreid over een afstand van ongeveer honderd meter. We weten dit omdat de locatie op 22 april werd gefotografeerd door NASA's LRO-satelliet (Lunar Reconnaissance Orbiter).

Dieren die (bijna) alles kunnen weerstaan

Dus wat gebeurde er met de beerdiertjes die op de sonde reisden? Zouden ze, gezien hun opmerkelijke vermogen om situaties te overleven die vrijwel elk ander dier zouden doden, de maan kunnen hebben besmet? Erger nog, zouden ze het kunnen reproduceren en koloniseren?

Tardigrades zijn microscopisch kleine dieren die minder dan een millimeter lang zijn. Ze hebben allemaal neuronen, een mondopening aan het uiteinde van een intrekbare slurf, een darm met daarin een microbiota en vier paar niet-gelede poten die eindigen in klauwen, en de meeste hebben twee ogen. Hoe klein ze ook zijn, ze delen een gemeenschappelijke voorouder met geleedpotigen zoals insecten en spinachtigen.

De meeste beerdiertjes leven in aquatische omgevingen, maar ze zijn in elke omgeving te vinden, zelfs in de stad. Emmanuelle Delagoutte, onderzoeker bij het CNRS, verzamelt ze in de mossen en korstmossen van de Jardin des Plantes in Parijs. Om actief te zijn, zich te voeden met microalgen zoals chlorella, en te bewegen, te groeien en zich voort te planten, moeten beerdiertjes omringd zijn door een laagje water. Ze planten zich seksueel of ongeslachtelijk voort via parthenogenese (uit een onbevruchte eicel) of zelfs hermafroditisme, wanneer een individu (dat zowel mannelijke als vrouwelijke gameten bezit) zichzelf bevrucht. Zodra het ei is uitgekomen, duurt het actieve leven van een beerdier 3 tot 30 maanden. Er zijn in totaal 1.265 soorten beschreven, waaronder twee fossielen.

Beerbeertjes staan ​​bekend om hun weerstand tegen omstandigheden die noch op aarde, noch op de maan bestaan. Ze kunnen hun stofwisseling stilleggen door tot 95% van hun lichaamswater te verliezen. Sommige soorten synthetiseren een suiker, trehalose, die als antivriesmiddel fungeert, terwijl andere eiwitten synthetiseren waarvan wordt gedacht dat ze cellulaire bestanddelen incorporeren in een amorf ‘glazig’ netwerk dat weerstand en bescherming biedt aan elke cel.

Krediet:NASA/GSFC/Arizona State University

Tijdens uitdroging kan het lichaam van de tardigrade krimpen tot de helft van zijn normale grootte. De poten verdwijnen en alleen de klauwen zijn nog zichtbaar. Deze toestand, bekend als cryptobiose, blijft bestaan ​​totdat de omstandigheden voor een actief leven weer gunstig worden.

Afhankelijk van de soort tardigrade hebben individuen meer of minder tijd nodig om uit te drogen en niet alle exemplaren van dezelfde soort slagen erin terug te keren naar het actieve leven. Uitgedroogde volwassenen overleven een paar minuten bij temperaturen zo laag als -272°C of zo hoog als 150°C, en op de lange termijn bij hoge doses gammastraling van 1.000 of 4.400 Gray (Gy). Ter vergelijking:een dosis van 10 Gy is dodelijk voor de mens, en 40-50.000 Gy steriliseert alle soorten materiaal. Wat de dosis ook is, straling doodt beerdiereieren. Bovendien is de bescherming die cryptobiose biedt niet altijd duidelijk, zoals in het geval van Milnesium tardigradum , waar straling zowel actieve als gedehydrateerde dieren op dezelfde manier treft.

Maanleven?

Dus wat gebeurde er met de tardigrades nadat ze op de maan waren neergestort? Zijn er nog levensvatbaar, begraven onder de regoliet van de maan, het stof dat in diepte varieert van enkele meters tot enkele tientallen meters?

Allereerst moeten ze de impact hebben overleefd. Laboratoriumtests hebben aangetoond dat bevroren exemplaren van de Hypsibius dujardini-soort die zich met een snelheid van 3.000 km/u in een vacuüm voortbewogen, dodelijk beschadigd raakten toen ze tegen het zand botsten. Ze overleefden echter botsingen van 2.600 km/u of minder, en hun 'harde landing' op de maan verliep, hoewel ongewenst, veel langzamer.

Het oppervlak van de maan is niet beschermd tegen zonnedeeltjes en kosmische straling, vooral gammastraling, maar ook hier zouden de tardigrades weerstand kunnen bieden. In feite hebben Robert Wimmer-Schweingruber, professor aan de Universiteit van Kiel in Duitsland, en zijn team aangetoond dat de doses gammastraling die het maanoppervlak raken permanent maar laag waren vergeleken met de hierboven genoemde doses:10 jaar blootstelling aan gammastraling. zou overeenkomen met een totale dosis van ongeveer 1 Gy.

Ten slotte zouden de tardigrades bestand moeten zijn tegen een gebrek aan water en tegen temperaturen variërend van -170 tot -190°C tijdens de maannacht en 100 tot 120°C overdag. Een maandag of -nacht duurt lang, iets minder dan 15 aardse dagen. De sonde zelf was niet ontworpen om dergelijke extremen te weerstaan ​​en zelfs als hij niet was neergestort, zou hij al na een paar aardse dagen alle activiteiten hebben stopgezet.

Helaas voor de beerdiertjes kunnen ze het gebrek aan vloeibaar water, zuurstof en microalgen niet overwinnen; ze zouden nooit meer kunnen reactiveren, laat staan ​​zich kunnen voortplanten. Hun kolonisatie van de maan is dus onmogelijk. Toch bevinden zich inactieve exemplaren op maangrond en hun aanwezigheid roept ethische vragen op, zoals Matthew Silk, een ecoloog aan de Universiteit van Edinburgh, opmerkt. Bovendien zou het besmetten van andere planeten, in een tijd waarin ruimteverkenning alle kanten op gaat, kunnen betekenen dat we de kans verliezen om buitenaards leven te detecteren.

Aangeboden door The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.