Hàng trăm thí nghiệm khoa học được tiến hành mỗi ngày trên trạm vũ trụ; Rốt cuộc thì đó là một nhà máy quay. Các phi hành gia giám sát những thí nghiệm này và báo cáo những quan sát của họ cho các nhà nghiên cứu trên Trái đất. Nghiên cứu giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự sống trong môi trường không trọng lực cũng như khám phá những lợi ích có thể áp dụng cho Trái đất.

Mang nước trong không gian

Dưới kính hiển vi, bọ rùa trông giống như gấu nước. Mặc dù chúng thường được tìm thấy nhiều nhất ở dưới nước – và đôi khi, chúng đóng vai trò là kẻ thù trong “Ant-Man and the Wasp” – tardigrades được biết đến với khả năng sống sót và thậm chí phát triển mạnh mẽ trong những môi trường khắc nghiệt nhất.

Thomas Boothby, trợ lý giáo sư sinh học phân tử tại Đại học Wyoming và là trưởng nhóm nghiên cứu trong thí nghiệm Cell Science-04 cho biết: “Tardigrades là một nhóm động vật cực nhỏ nổi tiếng về khả năng chịu đựng một số căng thẳng mạnh mẽ. Họp báo thứ tư.

“Một số thứ có thể tồn tại trong trò chơi tardigrades bao gồm khử nước, đóng băng và làm nóng chúng qua nhiệt độ sôi của nước. Chúng có thể tồn tại bức xạ gấp hàng nghìn lần chúng ta có thể và chúng có thể tồn tại trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần mà không hoặc ít. ôxy.”

Boothby cho biết: “Người ta đã chứng minh rằng chúng tồn tại và sinh sản trong khi bay vào vũ trụ, và chúng thậm chí có thể sống sót khi tiếp xúc lâu với sự trống trải của không gian bên ngoài.

Các nhà khoa học đã giải mã trình tự bộ gen của tardigrades, vì vậy họ có thể thực sự đo lường mức độ ảnh hưởng của những động vật cực nhỏ này bởi các điều kiện môi trường khác nhau dựa trên biểu hiện di truyền của chúng.

Thí nghiệm của Boothby được thiết kế để xem cách các loài tardigrades thích nghi với cuộc sống ở quỹ đạo thấp của Trái đất, điều này có thể giúp hiểu rõ hơn về những căng thẳng mà con người phải đối mặt trong không gian. Nghiên cứu bao gồm việc nghiên cứu sinh học phân tử của các loài gấu nước trong thời gian ngắn hạn, chẳng hạn như những con gấu nước sống trong trạm trong bảy ngày để xem sự thích nghi trước mắt cũng như lâu dài của chúng. Những con gấu nước đa thế hệ này có thể giúp các nhà khoa học hiểu được các gen cơ bản để thích nghi và tồn tại trong một môi trường căng thẳng.

Mặc dù trạm vũ trụ có khả năng bảo vệ cao hơn so với những trạm trong không gian sâu, nhưng trải nghiệm của con người và động vật trên tàu đã làm giảm trọng lực và tăng khả năng tiếp xúc với bức xạ.

Boothby nói: “Hiểu được cách bảo vệ phi hành gia và các sinh vật khác khỏi những áp lực này sẽ là điều cần thiết để đảm bảo sự hiện diện trong không gian an toàn và hiệu quả trong dài hạn.

Tardigrades sẽ đến nhà máy ở trạng thái đông lạnh, sau đó được rã đông, hồi sinh và phát triển trong một hệ thống sinh sản đặc biệt.

Kết quả của nghiên cứu ngắn hạn và dài hạn sẽ cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi những gen nào được bật hoặc tắt để giúp tardigrades tồn tại.

Ví dụ, nếu các nhà nghiên cứu xác định rằng bọ gậy tạo ra nhiều chất chống oxy hóa để giúp chống lại mức độ bức xạ mà họ tiếp xúc, điều đó có thể cho các nhà nghiên cứu biết rằng các phi hành gia cần ăn một chế độ ăn giàu chất chống oxy hóa.

Boothby cho biết: “Cuối cùng, thông tin này sẽ cung cấp cho chúng ta cái nhìn sâu sắc về cách một trong những sinh vật khó khăn nhất trên Trái đất có thể sống sót sau sự tàn khốc của ánh sáng vũ trụ. . “

Umami thiên đường

Các phi hành gia chuẩn bị thử một chút vị umami trong không gian, không phải loại họ có thể nếm được.

Thí nghiệm UMAMI có nghĩa là tìm hiểu vi trọng lực về các tương tác của vi sinh vật ở động vật và Jamie Foster, giáo sư tại Khoa Vi sinh vật và Khoa học Tế bào tại Đại học Florida, là người điều tra chính. Cô ấy háo hức tìm hiểu cách các vi sinh vật có lợi khỏe mạnh giao tiếp với các mô động vật trong không gian.

“Động vật, bao gồm cả con người, phụ thuộc vào vi sinh vật của chúng ta để duy trì hệ tiêu hóa và miễn dịch khỏe mạnh,” Foster nói. “Chúng tôi không hoàn toàn hiểu cách ánh sáng không gian thay đổi những tương tác có lợi này. Thí nghiệm của UMAMI sử dụng mực phát sáng trong bóng tối để giải quyết những vấn đề quan trọng này đối với sức khỏe động vật.”

Mực đuôi dài, chỉ dài khoảng 3 mm, là hình mẫu lý tưởng để nghiên cứu điều này vì hai lý do. Loài mực này chứa một cơ quan quang hợp đặc biệt bên trong cơ thể có thể bị một loại vi khuẩn chiếu sáng xâm chiếm. Mực nang sau đó có thể sử dụng những vi khuẩn này để phát sáng trong bóng tối. Foster nói rằng vì nó chỉ là một loại vi khuẩn và một loại mô vật chủ, các nhà nghiên cứu có thể dễ dàng theo dõi quá trình này đã phát triển như thế nào.

Mực cũng có một hệ thống miễn dịch rất giống với hệ thống miễn dịch của con người.

Foster nói: “Chúng ta có thể có rất nhiều điểm tương đồng với cách hệ thống miễn dịch phản ứng với những vi khuẩn có lợi này trong môi trường không gian.

Mực được sinh ra không có vi khuẩn, vì vậy chúng phải lấy nó từ môi trường của chúng. Những người đã tiến hành thí nghiệm này sẽ bắt đầu quá trình cộng sinh này bằng cách thêm vi khuẩn vào động vật và quan sát những gì xảy ra trong vài giờ đầu tiên khi quá trình xâm chiếm quần thể xảy ra.

Mực sẽ là một phần của trải nghiệm hoàn toàn độc lập được đặt trong chiếc hộp trông giống như vậy. Các máy bơm sẽ bổ sung nước hoặc vi khuẩn khi cần thiết, hoặc bơm nước ra nếu cần.

Mô mực sẽ được đông lạnh tại trạm và quay trở lại Trái đất sau đó, trong khi vẫn duy trì lịch trình phân tử của các gen được tắt và bật đối với mực, tương tự như thí nghiệm tardigrade.

Các nhà nghiên cứu sẽ có thể xem liệu du hành vũ trụ có thay đổi mối quan hệ đôi bên cùng có lợi giữa động vật và vi sinh vật của chúng hay không.

Foster nói: “Khi các phi hành gia khám phá không gian, họ đang mang theo một nhóm các loài vi sinh vật khác nhau. “Và điều thực sự quan trọng là phải hiểu những vi sinh vật này, được gọi chung là hệ vi sinh vật, thay đổi như thế nào trong môi trường không gian và những mối quan hệ này được tạo ra như thế nào.”