Cel mai lung experiment ştiinţific va dura 500 de ani

Cel mai lung experiment ştiinţific, numit “The 500-year Microbiology Experiment”, a fost anunţat în 2014. Este proiectat de o echipă de cercetători din Germania, Scoţia şi Statele Unite ale Americii, coordonat de către German Aerospace Center, şi ţine de domeniul microbiologiei, ramură a biologiei aplicate, care vizează studiul microorganismelor unicelulare.

Acest cel mai lung experiment ştiinţific este cel mai indrăzneţ proiect din istoria cercetării, a fost planificat să se încheie în anul 2514, când generaţia de cercetători de peste cinci secole va avea de deschis o serie de cutii din lemn, conţinând nu mai puţin de 800 de flacoane de sticlă, în care se vor găsi bacterii.

Cel mai lung experiment ştiinţific – scurtă descriere

În centrul acestei activităţi extraordinare – cel mai lung experiment ştiinţific – stă o idee foarte simplă: să se poată constata, la un moment dat, cât de mult pot supravieţui nişte microorganisme în izolare totală, care este rata viabilităţii acestora, dacă unele microrganisme mor, lăsând locul altora, mai rezistente, cum reacţionează in anumite condiţii de temperatură, luminozitate etc. si, până la urmă, dacă sunt in stare să depăsească secolele, asa cum nicio altă fiinţă din lumea aceasta nu ar putea.

Pentru a se găsi răspunsuri la astfel de întrebări, echipa a sigilat spori de Bacillus subtilis şi de Chroococcidiopsis, bacterii cunoscute pentru capacitatea lor de a tolera medii extreme, intrând într-o stare latentă. Bacillus subtilis este o bacterie care trăieşte, de regulă, în sol, dar se poate găsi şi în alte medii, făcând parte din categoria speciilor ubicuitare, care pot rezista în mai multe biotopuri, ocupând aşa-numitele nişe ecologice. Se ştie, deocamdată, că longevitatea acestor spori depăşeşte cu mult durata vieţii umane.

Chroococcidiopsis este una dintre cele mai primitive cianobacterii, microorganisme capabile să supravieţuiască în condiţii de mediu foarte dure, la temperaturi foarte înalte sau foarte scăzute, rezistând, de asemenea, la radiaţii ionizante şi la salinitate ridicată. Astfel de bacterii se numesc şi extremofile.

Pentru cel mai lung experiment ştiinţific, bacteriile Bacillus subtilis si Chroococcidiopsis au fost închise în flacoane din sticlă fără hrană, fără apă, fără aer, situaţie în care intră într-un fel de “hibernare”.

Pe parcursul acestui cel mai lung experiment ştiinţific, în primii 24 de ani, din doi în doi ani, se vor desface o parte dintre flacoanele din sticlă, în care se află sporii de Bacillus subtilis şi de Chroococcidiopsis, pentru a se face observaţii despre comportamentul acestora. După perioada de 24 de ani, se vor verifica flacoanele cu spori la un interval de 25 de ani, până în anul 2514.

Despre aceşti primi ani ai experimentului, din 2014 până în 2019, cercetătorii au spus că, ţinând cont de durata de 500 de ani a acestui cel mai lung experiment ştiinţific, nu există pierderi semnificative.

Având în vedere timpul excepţional destinat acestui experiment, generaţiile de cercetători care îl vor duce mai departe se vor supune la regulile şi metodele riguroase, care să asigure nu numai supravieţuirea sporilor, dar şi pe cea a experimentului. Mai mult, aceştia vor avea obligaţia să actualizeze permanent datele legate de dezvoltarea tehnologică.

Primele rezultate ale studiului au fost publicate în decembrie 2018, în revista PLOS ONE, constatându-se că, după doi ani, de exemplu, rata de supravieţuire a sporilor a fost de aproape 100%, dar, spun specialiştii, pierderile minore de până acum pot deveni majore la scara celor 500 de ani şi, oricum, este imprevizibilă evoluţia acestui experiment, în privinţa ratei de supravieţuire a bacteriilor.

Un astfel de demers ieşit din comun vizează, de fapt, înţelegerea limitelor vieţii, în termeni de longevitate, dar şi din punctul de vedere al rezistenţei şi al capacităţii de regenerare, în condiţii extreme.

Microbiologia contemporană şi biotehnologiile

Microbiologia, care, în mod tradiţional, se ocupa numai de procesele chimice, fizice şi biologice ale microorganismelor, şi-a extins spectaculos domeniile de cercetare, odată cu dezvoltarea geneticii, a biochimiei, a imunologiei, virusologiei, a fiziologiei microorganismelor etc.

Anton van Leewenhoek, biolog olandez, cel care a inventat microscopul, este considerat fondatorul microbiologiei. Un moment important în evoluţia acestei ştiinţe l-a avut omul de ştiinţă francez Louis Pasteur, care a infirmat teoria generaţiei spontane, care susţinea că unele bacterii se nasc din materie moartă, explicând, pentru prima dată, teoria celulară (sau a germenilor) şi punând bazele tehnicilor moderne de sterilizare.

La sfârşitul secolului al XIX-lea, Postulatele lui Koch au avut un rol major în microbiologie, stabilind relaţii cauzale între un microb şi boala pe care o provoacă.

La momentul actual, microbiologia este o ramură ştiinţifică deosebit de importantă, microorganismele (bacteriile “bune”) având nu numai un rol important în funcţionarea organismului, dar fiind folosite, de exemplu, la procesul de fermentaţie la nivel industrial, la producerea de antibiotice, la producţia de aminoacizi etc. Studiile din ultimii ani arată că anumite microorganisme ar putea fi utile în tratamentul cancerului, prin intermediul unor bacterii (de pildă, Clostridia) putându-se administra medicamente direct în interiorul unei tumori.

Biotehnologiile, pe de altă parte, cunosc, la momentul actual, o ascensiune extraordinară, prin utilizarea integrată a microbiologiei, biochimiei şi ingineriei, în domenii de activitate dintre cele mai diverse: agricultură, medicină, producerea de energie, controlul poluării etc.

Chroococcidiopsis şi colonizarea Planetei Marte

Chroococcidiopsis este una dintre speciile de bacterii alese nu numai pentru cel mai lung experiment ştiinţific, cel de o jumătate de mileniu, dar şi pentru un proiect extrem de ambiţios, care este tot mai mult în atenţia oamenilor de ştiinţă – colonizarea planetei Marte.

Nenumărate sunt problemele pe care trebuie să le surmonteze proiectele aflate deja în derulare, de către NASA, în primul rând, iar una dintre acestea se referă la posibilitatea de a fertiliza solul toxic al acestei planete, de a face posibilă creşterea plantelor, într-o atmosferă controlată şi cu un suficient aport de lumină.

Experienţele unei echipe de la Centrul Spaţial German au arătat că o posibilitate ar fi utilizarea unor licheni descoperiţi în Antarctica şi care ar putea supravieţui pe Planeta Rosie.

O altă variantă este legată de bacteria Chroococcidiopsis, a cărei rezistenţă, la temperaturi extreme, la umiditate redusă şi la radiaţii, este foarte mare, şi care ar putea să supravietuiască pe Marte. Chroococcidiopsis ar putea ajuta la formarea unui mediu aerobic şi a solului pe suprafaţa marţiană. Pe Terra, solul se formează din descompunerea materiei organice. Pe Marte, pentru că nu există materie organică, aceasta ar putea fi furnizată chiar de bacterii.

Până când un astfel de proiect devine realitate, pe termen mai scurt se ia în calcul posibilitatea ca cianobacteriile Chroococcidiopsis să fie utilizate pentru a genera resurse în spaţii controlate, pentru avanposturile de pe Marte, cu rol important în cercetarea spaţială.

În acest sens, în acelaşi an în care a debutat cel mai lung proiect ştiinţific – The 500-year Microbiology Experiment – în 2014, o fost lansată şi o misiune spaţială, numită Expose-R2, la bordul unei sonde ruseşti – Progress M-24M, care a fost anexată pe exteriorul ISS (Internaţional Space Station), cuprinzând probe de Chroococcidiopsis, pentru a vedea cum se comportă la atmosfera marţiană simulată, cu radiaţii UVC şi temperaturi extreme.

Pentru oricare dintre noi, la ora actuală, este greu de imaginat cum va arăta lumea, cu adevărat, peste 500 de ani şi, probabil, puţini cred în reuşita celui mai lung experiment ştiinţific – “The 500-year Microbiology Experiment”.

Nu vom putea şti dacă Bacillus subtilis şi Chroococcidiopsis vor supravieţui cinci secole, după generaţia noastră. Dacă ne gândim, însă, că a fost deja obţinută prima bacterie cuantică, demonstrând că domeniul fizicii cuantice nu este rezervat exclusiv materiei microscopice, inerte, dacă dinamica actuală a cunoaşterii va urma acelaşi ritm accelerat, dacă se va adeveri că Universul este o hologramă uriaşă, iar călătoria în timp va fi posibilă, pentru că, de fapt, timpul nu există, ci trăim într-un prezent continuu, proiectat într-un spaţiu iluzoriu, atunci, poate, de undeva, dintr-una dintre dimensiunile Universului vom da o “fugă” să vedem care a fost soarta bacteriilor, pe care nişte oameni de ştiinţă le-au închis în nişte boluri de sticlă, pentru următoarea jumătate de secol, în felul în care ne-am obişnuit noi să măsurăm timpul.