Zespół naukowców z japońskiego Uniwersytetu Hokkaido pod kierownictwem Tomomichi Fujity przeprowadził eksperyment, w którym zarodniki mchu Physcomitrium patens zostały umieszczone na zewnętrznej ścianie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) na 283 dni, a następnie po powrocie na Ziemię przeszły test zdolności kiełkowania z 80-procentową skutecznością. Badania zostały opublikowane w czasopiśmie „iScience”.
Mchy to organizmy ekstremalne, potrafiące przetrwać w najcięższych warunkach na Ziemi – od szczytów Himalajów, suchych pustyń, arktycznej tundry po pola lawowe. Naukowcy chcieli sprawdzić, czy ich zarodniki poradzą sobie w próżni kosmosu, gdzie większość organizmów ginie natychmiast. Okazało się, że zarodniki potrafią przetrwać warunki próżni oraz ekstremalne promieniowanie UV, a najlepszą ochronę zapewnia osłonka promieniująca około tysiąc razy mniej ultrafioletu do wnętrza sporofitów – zarodników otoczonych warstwą ochronną.
CYNICZNYM OKIEM: Te malutkie kapsułki życia przeszły test, który dla ludzi jest śmiercią – kosmos okazał się dla nich… łaskawy. Komórkowa tarcza na milion lat ewolucji, a my dalej boimy się próżni.
Eksperyment i jego znaczenie
W marcu 2022 roku setki zarodników wysłano na pokład statku Cygnus NG-17 do ISS. Tam astronauci przymocowali je na zewnątrz stacji, gdzie przez 283 dni były bezpośrednio narażone na warunki kosmiczne – próżnię, ekstremalne temperatury od -196 do +55 stopni Celsjusza, promieniowanie ultrafioletowe. Po powrocie na Ziemię w styczniu 2023 roku (na pokładzie misji SpaceX CRS-16) przystąpiono do badań w laboratorium. Poziom chlorofilu i zdolność kiełkowania były niemal takie same jak u grup kontrolnych wystawionych tylko na warunki ziemskie.
Analiza danych pozwoliła naukowcom opracować model matematyczny, który sugeruje, że zarodniki mchów mogą przetrwać w warunkach przestrzeni kosmicznej nawet do 5600 dni, czyli około 15 lat. To przełom dla zrozumienia przetrwania życia w ekstremalnych środowiskach oraz otwarcie drzwi do przyszłych misji, które mogą wykorzystać mech w tworzeniu ekosystemów na Księżycu czy Marsie.
Ewolucyjna tajemnica odporności
Za zdolność przetrwania mchów odpowiadają prawdopodobnie ich wielowarstwowe ściany zarodników pełniące funkcję ochronną przed stresem kosmicznym, co jest ewolucyjną adaptacją powstałą około 500 milionów lat temu, gdy rośliny te zaczęły kolonizować lądy i przetrwać liczne masowe wymierania.
Ta odporność to ich tajna broń – pozwala mechanicznie i chemicznie chronić komórki rozrodcze, tworząc miniaturowe kapsuły czasu biologicznego, uśpione, ale gotowe do ponownego życia w sprzyjających warunkach.
Wyniki eksperymentu mają ogromny potencjał w rozwoju badań nad tworzeniem życia poza Ziemią i budowaniem samowystarczalnych ekosystemów w przestrzeni kosmicznej. Przetrwanie mchów poza ISS dowodzi, że życie ziemskie ma wewnętrzne mechanizmy, które mogą chronić je nawet w próżni i przy ekstremalnym promieniowaniu.
Naukowcy liczą, że badania te pomogą stworzyć technologie umożliwiające przyszłe misje załogowe i biotechnologiczne na Księżyc, Marsa, a nawet dalsze rejony Układu Słonecznego.
