Bagaimana luar angkasa berkontribusi pada perjalanan antariksa
Oktober adalah Bulan Ruang Angkasa. Di Universitas Duke, penelitian ruang angkasa bukan hanya sekadar ilmu pengetahuan—ini adalah perjalanan berani lintas disiplin. Ini adalah bagian pertama dari rangkaian cerita yang menghadirkan inovator, pencinta mimpi, dan pelaku yang membentuk masa depan eksplorasi kosmos.
Berlangganan ke kaminewsletteruntuk pembaruan berita teknologi terbaru.
Dari dongeng-dongeng seperti Putri Tidur dan Rip Van Winkle hingga film-film fiksi ilmiah, termasuk Planet of the Apes dan Alien, manusia telah lama tertarik pada konsep manusia yang mengalami periode tidur yang panjang.
Ketertarikan Ana Breit dimulai dari studinya tentang regulasi suhu tubuh dan hibernasi. Penelitian awalnya fokus pada kelelawar, yang dapat meningkatkan berat badannya dua kali lipat sebelum memasuki masa hibernasi selama beberapa bulan. Setahun lalu, ketika ia bergabung dengan Duke Lemur Center sebagai ilmuwan peneliti, ia mulai meneliti lemurs ekor gemuk Madagaskar.
“Kemampuan untuk mempelajari tidur musim dingin pada kerabat terdekat manusia yang dapat berhibernasi adalah kesempatan yang luar biasa,” kata Breit, yang bersama rekan-rekannya di Duke Lemur Center, menerima dana hibah sebesar 30.000 dolar untuk mempelajari hibernasi pada suhu yang lebih hangat.
Sementara banyak film luar angkasa yang menggambarkan manusia dalam tabung kriogenik selama perjalanan ruang angkasa yang panjang, pada kenyataannya, jenis “hibernasi sintetis” ini akan menyebabkan berbagai tantangan terkait kesehatan, termasuk kehilangan fungsi kognitif.
Untuk mempertahankan fungsi kognitif, menginduksi hibernasi sintetis pada manusia kemungkinan memerlukan suhu yang lebih hangat daripada yang terlihat dalam hibernasi cuaca dingin tradisional. Itulah tempat lemurs masuk.
Mari mulai masa istirahatnya
Pusat Kera Duke menampung koloni satu-satunya kera lemur ekor gemuk dalam perawatan manusia. Semua penelitian yang dilakukan di Pusat Kera bersifat non-invasif. Pusat ini memiliki dua ruangan hibernacula canggih, masing-masing dapat menampung hingga 10 kera yang sedang berhibernasi dan memungkinkan peneliti mengontrol suhu lingkungan serta meniru siklus cahaya Madagascar. Perubahan tahunan siklus cahaya merupakan sinyal yang andal bagi hewan yang berhibernasi untuk bersiap menghadapi musim dingin. Perangkat respirometri mengukur metabolisme, sementara kalung radio melacak suhu kulit.
Para peneliti menduga bahwa berhibernasi pada suhu hangat—hangat cukup untuk mempertahankan proses homeostasis penting dan fungsi kognitif, tetapi dingin cukup untuk menghemat energi—adalah hal yang penting bagi keberhasilan misi eksplorasi luar angkasa berdurasi panjang.
Hibernasi oleh manusia di luar angkasa akan memenuhi beberapa tujuan: akan mengurangi jumlah makanan atau minuman yang diperlukan, membutuhkan sedikit oksigen karena pernapasan selama hibernasi jauh lebih rendah, mencegah kerusakan otot dan tulang, serta akan mengurangi rasa bosan atau kesepian selama perjalanan ruang angkasa yang panjang.
Sementara tidur musim dingin telah lama dipelajari pada hewan pengerat seperti tupai tanah, tidak ada primata atau mamalia tropis yang tercatat mampu berhibernasi hingga tahun 2004 ketika peneliti Jerman mempublikasikan sebuah studi dalamAlam, yang menjelaskan bahwa lemurs kerdil berekor tebal menghabiskan hingga tujuh bulan di lubang pohon dalam keadaan hibernasi. Seperti yang disarankan oleh namanya, lemurs ini menyimpan lemak di ekornya, yang dapat mencapai 40% dari berat badan total mereka.
Selama masa hibernasi, lémur berekor lemak memasuki periode konservasi energi yang disebut torpor, yang melibatkan penurunan signifikan dalam metabolisme, detak jantung, dan pernapasan, mengakibatkan suhu tubuh yang sesuai dengan suhu lingkungan. Periode ini dihentikan oleh fase pemanasan aktif yang dikenal sebagai interbout arousals, atau periode singkat sementara tingkat metabolisme normal yang mengganggu periode hibernasi yang panjang.
Jadi, kita tahu dasar dari hibernasi mamalia. Tapi kita perlu mengetahui secara spesifik bagaimana hal itu akan berubah menjadi manusia. Dan lemurs dwarf adalah primata ini, langkah antara ini, untuk melihat bagaimana hal itu bisa bekerja pada manusia.
Membandingkan suhu
Seperti banyak hewan yang berhibernasi, lemurs ekor gemuk berhibernasi karena kurangnya makanan yang tersedia. Bagi mereka, hal ini terjadi selama musim kemarau di Madagaskar. Di Pusat Lemur, hewan-hewan ini akan memasuki masa hibernasi menjelang akhir Oktober atau awal November, hingga Maret atau April.
Penelitian Breit membandingkan dua kelompok: satu kelompok mengalami perubahan suhu harian yang ekstrem, sementara yang lain berada di lingkungan yang lebih stabil. Mamalia yang berhibernasi perlu menaikkan suhu tubuh secara berkala. Lemur di ruangan di mana suhu bervariasi antara 53°F hingga 89°F dapat menaikkan suhu tubuh secara pasif setiap hari, menghemat energi. Mereka yang berada di ruangan stabil, di mana suhu berkisar antara 64°F hingga 71°F, harus menaikkan suhu tubuh secara aktif, menghabiskan lebih banyak energi dan membakar cadangan lemak.
Membandingkan populasi lemurs
Breit juga tertarik pada bagaimana fungsi kekebalan dan respons peradangan dipengaruhi oleh tidur musim dingin. Untuk menentukan apakah proses homeostasis ini dan yang lainnya dimatikan selama titik tertentu selama musim tidur musim dingin, Breit bekerja sama dengan peneliti di seluruh negeri. Penelitian ini akan memberi tahu kita apakah lémur (dan mungkin manusia) bisa sakit saat tidur musim dingin.
Untuk memastikan temuan laboratorium mencerminkan perilaku alami, tim Breit sedang menjalankan studi lapangan bersamaan di Madagaskar selama musim kemarau pulau tersebut. Antonin Andriamahaihavana, seorang mahasiswa doktoral di Universitas Antananarivo di Madagaskar, bekerja sama dengan Duke Lemur Center untuk meneliti lemurs kerdil liar di habitat aslinya, mengumpulkan data energi dalam lingkungan yang berfluktuasi secara alami. Kegiatan lapangan ini membantu memvalidasi hasil laboratorium dan memastikan penelitian tidak hanya mengamati sifat hibernasi lemurs yang dipelihara manusia.
Pengujian kognitif adalah aspek lain dari penelitian ini. Salah satu rekan Breit, Dr. Brendan Johnson, seorang dokter hewan DLC dan peneliti kognisi primata, memimpin pengujian ingatan dan pemecahan masalah. Lemur diberi teka-teki kecil untuk diselesaikan, sering kali didorong oleh hadiah seperti setengah craisin.
Kinerja mereka dinilai berdasarkan berapa banyak tingkat yang berhasil mereka selesaikan dan seberapa cepat mereka menyelesaikan setiap tugas. Ujian ini diulang setelah masa hibernasi untuk mengevaluasi perubahan fungsi kognitif. Pertanyaan utama: “Setelah astronot bangun, apakah mereka masih mampu mengemudikan kapal ruang angkasa?”
Program penelitian Breit membangun pada pekerjaan dasar yang dilakukan oleh peneliti-peneliti sebelumnya di Pusat Lemur. Infrastruktur, protokol, dan data dasar yang mereka bentuk memungkinkan Breit untuk segera masuk dan mulai mengajukan pertanyaan-pertanyaan yang berdampak besar. Dulu, para peneliti hanya bisa mengukur suhu kulit. Sekarang, dia dapat menentukan berapa banyak energi yang digunakan pada suhu berbeda dan selama periode aktivasi.
Jika mereka tidak memulai program tidur musim dingin di sini, saya tidak akan bisa melakukan penelitian yang saya lakukan,” kata Breit. “Ini memungkinkan saya untuk membangun pertanyaan yang sudah mereka ajukan. Dan saya bisa menambahkan lapisan-lapisan berbeda yang membuatnya menjadi lebih kuat.
Yang dimulai sebagai rasa penasaran tentang suhu tubuh telah berkembang menjadi misi untuk membantu manusia tidur menuju bintang-bintang—dipandu oleh ritme lemurs tropis, presisi ilmu pengetahuan modern, dan kekuatan kolaborasi lintas disiplin.
Disediakan oleh Universitas Duke
Cerita ini pertama kali diterbitkan diBisakimia.
- Bagaimana luar angkasa berkontribusi pada perjalanan antariksa - December 26, 2025
- Pengumuman Menarik! Anak TK Dapat Dana PIP Rp 450 Ribu Mulai 2026, Ini Syarat dan Cara Daftarnya - December 26, 2025
- Why were acres of hay meadows restored in the Lake District? - December 26, 2025
Leave a Reply