Lulas bebês e ursos d'água serão levados para o espaço para experimentos

Entre as análises, os pesquisadores querem saber se a falta de gravidade afeta as relações simbióticas entre as pequenas lulas e os tardígrados

Ashley Strickland, CNN
27 de maio de 2021 às 10:36 | Atualizado 27 de maio de 2021 às 10:54
Lulas bobtail nadando na água do mar
Lulas bobtail nadando na água do mar
Foto: Jamie S. Foster/Universidade da Flórida/Nasa

Tardígrados, conhecidos popularmente como 'ursos d'água', e lulas bebês estão prestes a pegar uma carona para o espaço. Não, ninguém está começando um aquário no espaço. Esses animais se juntarão à tripulação de astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional para fins de pesquisa.

A SpaceX está programada para lançar sua 22ª missão de reabastecimento de carga para a estação espacial em 3 de junho. A espaçonave levará suprimentos, experimentos de pesquisa científica e demonstrações de tecnologia.

A nave também carregará novos painéis solares que serão instalados fora da estação espacial por astronautas durante as caminhadas espaciais em junho.

Além disso, cerca de 5 mil ursos d'água, e 128 lulas bobtail bebês, que brilham no escuro, estarão entre a preciosa carga que se dirige para a estação. Ambos estarão envolvidos em experimentos. 

O primeiro experimento será a análise de como os ursos d'água toleram o ambiente. Os pesquisadores também querem saber se a falta de gravidade afeta as relações simbióticas entre as lulas e os micróbios benéficos.

Outros experimentos que vão para a estação incluem o uso de um ultrassom portátil, operação remota de braços robóticos usando realidade virtual, análise de como os cálculos renais se formam no espaço, estudo do microbioma oral e a produção de um algodão mais resistente.

Centenas de experimentos científicos são realizados a cada dia na estação espacial; afinal, trata-se de um laboratório orbital. Os astronautas supervisionam esses experimentos e relatam suas observações aos pesquisadores na Terra. As pesquisas ajudam a compreender melhor a vida em gravidade zero, bem como a descobrir benefícios que podem ser aplicados na Terra.

Ursos d'água no espaço

Sob um microscópio, minúsculos tardígrados parecem ursos d'água. Embora sejam comumente encontrados na água, os tardígrados são conhecidos por sua capacidade de sobreviver e até prosperar nos ambientes mais extremos.

"Tardígrados são um grupo de animais microscópicos que são conhecidos por sua capacidade de sobreviver a uma série de estresses extremos", disse Thomas Boothby, professor assistente de biologia molecular da Universidade de Wyoming e investigador principal do experimento de tardígrado "Cell Science-04".

"Algumas das coisas às quais os tardígrados podem sobreviver incluem secar, congelar e aquecer além do ponto de ebulição da água. Eles podem sobreviver a milhares de vezes mais radiação do que nós e podem durar dias ou semanas com pouco ou sem oxigênio."

Eles podem tolerar esses extremos melhor do que a maioria das formas de vida, e o que é mais extremo do que o espaço? Não é a primeira vez que os tardígrados vão para o espaço – e pode até haver alguns deles na lua depois de uma missão que os transportava colidir com sua superfície.

"Eles sobrevivem e se reproduzem durante voos espaciais, e podem até sobreviver à exposição prolongada ao vácuo do espaço sideral", disse Boothby. Os cientistas foram capazes de sequenciar o genoma tardígrado, para que possam realmente medir como esses animais microscópicos são afetados por diferentes condições ambientais com base em sua expressão gênica.

Tardígrados, conhecidos como ursos d'água, vistos com uso de microscópio
Foto: Thomas Boothby/Universidade de Wyonming/Nasa

O experimento de Boothby é projetado para ver como os tardígrados se adaptam à vida na órbita baixa da Terra, o que pode levar a uma maior compreensão dos que os humanos enfrentam no espaço. 

A pesquisa envolve estudar a biologia molecular dos ursos d'água tanto de curto prazo, como os ursos d'água que vivem na estação por sete dias para ver sua adaptação imediata, quanto de longo prazo. Esses ursos d'água multigeracionais podem ajudar os cientistas a entender a genética por trás da adaptação e sobrevivência em um ambiente altamente estressante.

Mesmo que a estação espacial seja mais protetora do que a existente no espaço profundo, os humanos e os experimentos com animais a bordo estão sujeitos à redução da gravidade e ao aumento da exposição à radiação.

Entender como proteger os astronautas e outros organismos contra esses estresses será essencial para garantir uma presença espacial segura e produtiva de longo prazo", disse Boothby. Os tardígrados chegarão à estação em um estado inanimado congelado, então serão descongelados, revividos e cultivados em um sistema de biocultura especial.

Os resultados do estudo de curto e longo prazo devem permitir aos pesquisadores observar quais genes estão sendo ativados ou desativados para ajudar os tardígrados a sobreviverem.

Por exemplo, se os pesquisadores determinarem que os tardígrados estão produzindo muitos antioxidantes para ajudar a combater o nível de radiação que estão experimentando, isso poderia dizer aos pesquisadores que os astronautas precisam comer uma dieta mais rica em antioxidantes.

"Em última análise, essa informação nos dará uma visão de como um dos organismos mais resistentes da Terra é capaz de sobreviver aos rigores dos voos espaciais", disse Boothby. "E nossa esperança é que esses insights forneçam caminhos para o desenvolvimento de contramedidas ou terapias que ajudem a proteger os astronautas durante missões espaciais prolongadas."

Experimentos com lulas bebês

Os astronautas estão prestes a realizar o experimento UMAMI no espaço. O experimento UMAMI significa "Understanding Microgravity on Animal Microbe Interactions" e Jamie Foster, professora do Departamento de Microbiologia e Ciência Celular da Universidade da Flórida, é seu investigador principal. Ela está ansiosa para ver como os micróbios benéficos e saudáveis se comunicam com os tecidos animais no espaço.

"Animais, incluindo humanos, dependem de nossos micróbios para manter um sistema digestivo e imunológico saudável", disse Foster. "Não entendemos totalmente como o voo espacial altera essas interações benéficas. O experimento usa uma lula bobtail que brilha no escuro para tratar dessas questões importantes na saúde animal."

Lulas bobtail, que têm apenas cerca de três milímetros de comprimento, funcionam como o modelo perfeito para estudar isso por duas razões. 

Essas lulas têm um órgão especial de luz dentro do corpo que pode ser colonizado por uma espécie de bactéria luminescente. A lula pode então usar essa bactéria para brilhar no escuro. Por ser uma única espécie de bactéria e um tipo de tecido hospedeiro, é fácil para os pesquisadores acompanhar como esse processo se desenvolve, relatou Foster.

A lula também tem um sistema imunológico muito semelhante ao dos humanos. "Podemos pegar muitos paralelos de como o sistema imunológico está respondendo a esses micróbios benéficos no ambiente espacial", disse Foster.

As lulas nascem sem bactérias, por isso têm que adquiri-las do seu ambiente. Os humanos conduzindo o experimento iniciarão essa simbiose adicionando a bactéria aos animais e observando o que acontece durante as primeiras horas à medida que a colonização ocorre.

A lula fará parte de um experimento completamente autônomo abrigado no que parece ser uma caixa. As bombas adicionam água ou bactérias quando necessário.

O tecido da lula será congelado na estação e posteriormente devolvido à Terra, preservando a linha do tempo molecular em que os genes foram desligados e ligados para a lula, semelhante ao experimento do tardígrado. Os pesquisadores poderão descobrir se o voo espacial altera a relação mutuamente benéfica entre os animais e seus micróbios.

"À medida que os astronautas exploram o espaço, eles estão levando consigo uma empresa de diferentes espécies microbianas", disse Foster. "E é muito importante entender como esses micróbios, chamados coletivamente de microbioma, mudam no ambiente espacial e como essas relações são estabelecidas."

(Esse texto é uma tradução. Para ler o original, em inglês, clique aqui)