Biología

Ares Station

Biodiversidad microbiana y astrobiología, en el entorno de la Ares Station

ASTROLAND Agency desarrolla el programa de Astrobiología como uno de los pilares fundamentales de sus actividades de formación e investigación. El programa de Astrobiologia, se concreta en protocolos de trabajo diseñados expresamente para este programa y elaborados y coordinados por nuestro director científico, el Dr. Antonio Guillén.

Los trabajos han sido diseñados y desarrollados a partir de las posibilidades únicas que ofrece la Ares Sation, ubicada en la una cueva de Arredondo (Cantabria).


ARES Station sirve como centro de operaciones emplazado en un ambiente análogo de especiales características, para poner en práctica misiones que se han realizado y se ejercitan como modelo de entrenamiento y eje de todo el trabajo de investigación que podría desarrollarse en Marte o en la Luna.

Astroqa

El entorno singular en el que se desarrollan las actividades desde la “ARES Station” es idóneo para el estudio de la aparición de la vida tanto en La Tierra como en Marte o la Luna por sus condiciones ambientales y por los organismos hallados en él, y las instalaciones de la “ARES Station” permiten la realización de muchas de las investigaciones importantes para la búsqueda de vida. Desde el laboratorio de la “ARES Station” no solamente se han testado los protocolos de investigación in situ con las tripulaciones que se han formado en ella, como corresponde a la formación que se imparte. Estos protocolos abarcan de manera escalonada e interdependiente desde el estudio y análisis de los factores físico- químicos que pueden condicionar o favorecer la aparición de la vida, hasta la búsqueda de seres vivos o indicios de su actividad en los diferentes niveles de organización y en diferentes medios. También desde la “Ares ARES Station” se han conseguido realizar significativos avances en los trabajos de investigación que ahora detallaremos y que están estrechamente relacionados con la adaptación de los organismos a vivir en condiciones extremas y con el hallazgo de microorganismos en sus inmediaciones y dentro de la cueva, que entroncan con primitivos modelos de vida en nuestro planeta. Tanto el agua, como las superficies sólidas húmedas de las paredes de la cueva, en el entorno de la “Ares Station”, en las que se desarrollan los biofilms en unas condiciones extremas, están siendo objeto de nuestras investigaciones inicialmente in situ y en el laboratorio instalado dentro de la propia estación.

Perlas de gelatina en una cueva

En ellas participan entre otros centros de investigación el Instituto de Biología Evolutiva, que bajo la dirección del Dr. Iñaki Ruiz Trillo está realizando un completo programa de secuenciación masiva de sedimentos en las zonas inundadas del interior de esta cavidad, con objeto de encontrar linajes genéticos próximos a Ichtyosporea, Nucleariidae y otros linajes de protistas que puedan resultar interesantes por sus secuencias genómicas para comprender el origen de la multicelularidad y ayudar a comprender uno de los pasos más importantes en la evolución de la vida en nuestro planeta.

En el estudio de los biofilms in situ y en el laboratorio de la “Ares Station”, el trabajo del Dr. Antonio Guillén ha permitido el hallazgo de interesantísimos taxones, algunos de ellos auténticas rarezas aún no descritas para la ciencia, que forman parte del tapiz biológico que crece sobre las paredes húmedas de la cueva y que pueden estudiarse en el entorno inmediato de la estación. Entre las especies más conocidas, a pesar de las escasísimas localidades en la que se ha hallado, se encuentra Gloeobacter violaceus, secuenciada nuevamente a partir de los muestreos realizados en nuestro trabajo, pero también se han conseguido aislar y cultivar algunas poblaciones de otros géneros en la University of Applied Sciences Kaiserslautern (Alemania) gracias al trabajo del Dr. Patrick Jung. Al secuenciar algunos genomas de diferentes muestras aisladas y cultivadas se ha podido hallar, en principio, una nueva especie aún no descrita de Alborzia (género establecido recientemente).


Todo este trabajo de investigación, fruto de la colaboración con la University of Applied Sciences Kaiserslautern , está permitiendo aislar y cultivar también otras cepas de especies muy poco conocidas o incluso desconocidas que complementan el trabajo previo de investigación realizado por el Dr. Antonio Guillén de prospección, determinación y estudio, complementado con un excelente trabajo de microfotografía y descripción de más de una veintena de taxones, cuyo conocimiento se divulga a través de la galería de Proyecto Agua.


Complementa todo este trabajo previo del estudio del biofilm cianobacteriano, la investigación de los protistas que habitan en él, con algunos hallazgos interesantes y con uno excepcional, realizado en los mismos laboratorios de la “Ares Station” el descubrimiento por parte del Dr. Antonio Guillén de una ameba tecada próxima a Lamtoquadrula, que provisionalmente se ha adscrito a un nuevo género: Astroquadrula y que se describirá como Astroquadrula virtualis, a la espera de que los estudios de secuenciación genética que se realizan en el Real Jardín Botánico de Madrid bajo la dirección del Dr. Enrique Lara Pandi, confirmen su independencia de otros géneros afines.

Biologo Astroland Agency

En esta investigación multidisciplinar ha intervenido también el equipo de investigación que coordina del Prof. Jorge Cáceres Gianni desde el Departamento de Química Analítica de la UCM, determinando la composición química de las placas que forman la teca de esta ameba.

A los estudios relacionados con los propios organismos vivos se añaden también los trabajos realizados desde el laboratorio de láser del Departamento de Química Analítica de la UCM , que también bajo la dirección del Prof. Jorge Cáceres Gianni lleva a cabo un estudio para determinar la composición química de los materiales geológicos que forman parte de la cavidad utilizando tecnología de láser (LIBS) mediante un equipo portátil instalado en la “Ares Station”.


Estas anotaciones tan solo son una breve descripción del trabajo desarrollado, sin tener en cuenta otros campos muy prometedores como el de la bioremediación atmósfericautilizando secuencias genómicas procedentes de Gloeobacter o de Cyanidium o el de la utilización del gran potencial químico con muy variadas aplicaciones que podrían derivarse de la extracción de diferentes compuestos de muchas de las cianobacterias que crecen en este biofilm y que apenas se han estudiado.

Ingeniería

Ares Station

ANÁLOGO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA E INGENIERÍA

La investigación sobre las misiones humanas a Marte se ha centrado erróneamente en las operaciones de superficie: la falta de campo magnético, la radiación solar, la delgada atmósfera de Marte que no puede filtrar los rayos ultravioleta y los ciclos de temperatura extrema y tormentas de polvo dejarán a la tripulación expuesta y a merced de un gran peligro para los seres humanos que intenten establecer hábitats en Marte. Los riesgos derivados del entorno marciano se evitarían mediante emplazamientos subterráneos en hábitats permanentes bajo tierra. Por lo tanto, se necesitan más investigaciones y datos para abordar los requisitos y desafíos específicos de la habitabilidad del subsuelo y el rendimiento operativo. ASTROLAND ha desarrollado, operado y utilizado el primer análogo de cueva permanente de Marte en el entorno extremo de una cueva en el área de Santander (Cantabria), España : la ARES Station.


ARES Station incluye un hábitat análogo de ASTROLAND, totalmente equipado con laboratorios de investigación, el uso de trajes de astronauta, ropa técnica para varias misiones, laboratorio de hidroponía, alimentación autónoma, impresora 3D, kits de supervivencia, avituallamiento específicamente adaptado para cada tripulante, así como zonas de cocina, ocio y gimnasio, cuyas operaciones son monitoreadas desde un Centro de Control y Operaciones de Misión (ASTROLAND CCOM), ubicado en Santander, permitiendo diferentes niveles de autonomía de la tripulación y apoyo logístico y de expertos.

En ARES Station se han realizado más de 15 campañas de prueba y varias misiones principales, demostrando capacidad para misiones analógicas de investigación de larga duración para probar y validar tecnología, operaciones, y establecer un centro de investigación para la cooperación internacional, así como el establecimiento de un Laboratorio de experiencias de ingeniería, biológicas y humanas para Europa: el ARES LAB.

Ares Lab

Psicología

Ares Station

NEUROPSICOLOGIA Y PSICOLOGIA EXPERIMENTAL EN EL ENTORNO DE LA “ARES STATION” DE ASTROLAND

ASTROLAND Agency desarrolla el programa de Neuropsicología y Psicología Experimental como uno de los tres pilares fundamentales de sus actividades de formación e investigación en colaboración con la Universidad de Cádiz, cuyo equipo lo componen investigadores del campo de la Neuropsicología, Psicología de la Salud y Psicología Experimental.


ARES LAB de ASTROLAND se encuadra dentro de los entornos del sistema del grupo de investigación PAIDI HUM1010 Neuropsicología y Psicología experimental del Plan Andaluz de Investigación y Desarrollo y el Grupo Neurotek Lab del Instituto de Investigación Biomédica de Cádiz (INIBICA). El programa de Neuropsicología y Psicología Experimental lo forman el único equipo de investigación en España dedicado a estudiar los aspectos psicológicos y neurocognitivos de los vuelos espaciales tripulados y las simulaciones de vuelos espaciales, coordinado por Gabriel G. De la Torre, neuropsicologista clínico y especialista en factores psicológicos humanos, con el soporte del equipo y sistema de ASTROLAND


En la ARES Station se estudia la adaptación e interacción de las personas en entornos extremos, simulando y preparando a los humanos para los entornos y relaciones que se esperan para regresar a la Luna, establecerse en Marte …y más allá. Este equipo ha colaborado en proyectos de transferencia con las ESA en aspectos psicológicos y misiones espaciales y coordinado también proyectos de investigación dentro del Plan Nacional I+D+i relacionados con la investigación espacial y el desempeño humano.


Además de participar en diversos experimentos de Space Analogs como Mars500 en el sistema de la ARES Station de ASTROLAND desarrollando y diseñando los trabajos a partir de las posibilidades únicas que ofrece la “ARES Station”, que sirve como centro de operaciones emplazado en un ambiente análogo de especiales características, para poner en práctica misiones que se han realizado y se ejercitan como modelo de entrenamiento y eje de todo el trabajo de investigación que podría desarrollarse en Marte o en la Luna.


En la “ARES Station” se han realizado varias misiones hasta la actualidad, bajo la dirección y siguiendo los protocolos de investigación del equipo de Neuropsicología y Psicología Experimental con las tripulaciones que se han formado en ella, como corresponde a la formación que se imparte en la ARES Station, analizándose y evaluándose las reacciones neuropsicólogicas con modelos de aprendizaje y redes neuronales para ayudar a determinar la evolución y diagnosis de condiciones neuorológicas humanas en entornos hostíles como el creado en el análogo ARES Station.