Recente experimenten uitgevoerd door onderzoekers van de Hokkaido Universiteit in Japan laten zien dat sporen van het mos Physcomitrium patens gedurende langere perioden kunnen overleven in de barre omstandigheden van de ruimte. De studie, gepubliceerd in het tijdschrift iScience, testte de veerkracht van het mos in verschillende ontwikkelingsstadia – protonemata, broedcellen en sporofyten – onder gesimuleerde en werkelijke ruimteomgevingen, inclusief blootstelling buiten het Internationale Ruimtestation (ISS). Meer dan 80% van de sporen overleefde negen maanden in de ruimte en behield hun vermogen om te ontkiemen, wat een buitengewoon uithoudingsvermogen aantoont.
Waarom dit ertoe doet: het leven buiten de aarde uitbreiden
Deze ontdekking is niet alleen een botanische curiositeit; het heeft aanzienlijke gevolgen voor de toekomst van de ruimteverkenning en potentiële nederzettingen buiten de wereld. Nu de aarde te maken krijgt met steeds grotere milieu-uitdagingen en de mensheid ernaar streeft een aanwezigheid op de maan, Mars of daarbuiten te vestigen, is het van cruciaal belang te begrijpen hoe terrestrische organismen zich kunnen aanpassen aan extreme omstandigheden.
De studie benadrukt dat zelfs zonder genetische modificatie sommige levensvormen inherente mechanismen bezitten om te overleven in omgevingen die voorheen als onbewoonbaar werden beschouwd. Dit daagt aannames over de grenzen van het leven uit en opent deuren voor het ontwerpen van zelfvoorzienende ecosystemen op andere planeten.
Het experiment: van laboratorium tot baan
Onderzoekers hebben Physcomitrium patens onderworpen aan gesimuleerde ruimteomstandigheden, waaronder vacuüm, extreme temperaturen (van -196°C tot 55°C) en hoge niveaus van UV-straling. De sporofyten – ingekapselde sporen – bleken veel veerkrachtiger dan juveniele mos- of broedcellen, en vertoonden een duizend keer grotere tolerantie voor UV-straling.
Om deze bevindingen te valideren, werden in maart 2022 honderden sporofyten naar het ISS gestuurd en gedurende 283 dagen rechtstreeks aan de ruimte blootgesteld. Bij terugkeer op aarde in januari 2023 was meer dan 80% van de sporen nog steeds levensvatbaar, waarbij bijna 90% in het laboratorium kon ontkiemen.
Evolutionaire oorsprong: een erfenis van overleving
De onderzoekers suggereren dat deze veerkracht geworteld is in de evolutionaire geschiedenis van bryophytes, de plantengroep waartoe mossen behoren. Hun beschermende sporenstructuur is waarschijnlijk geëvolueerd als een aanpassing aan de overgang van aquatische naar terrestrische omgevingen 500 miljoen jaar geleden, waardoor ze extreme omstandigheden konden weerstaan en massale uitstervingsgebeurtenissen konden overleven. De buitenste schil van de sporen fungeert als een barrière en beschermt de binnenste cel tegen schadelijke straling.
Levensvatbaarheid op lange termijn: overleving in de ruimte voorspellen
Op basis van de experimentele gegevens ontwikkelde het team een wiskundig model dat voorspelde dat deze sporen potentieel tot 5.600 dagen in de ruimte zouden kunnen overleven – grofweg 15 jaar. Hoewel dit een schatting blijft, duidt het op een opmerkelijke mate van stabiliteit onder extreme omstandigheden.
“Deze studie toont de verbazingwekkende veerkracht aan van het leven dat op aarde is ontstaan”, zegt Dr. Tomomichi Fujita, hoofdonderzoeker aan de Universiteit van Hokkaido. “Ik hoop dat ons mosonderzoek als startpunt kan dienen.”
De bevindingen suggereren dat toekomstig onderzoek zich moet concentreren op de manier waarop deze veerkracht kan worden benut om duurzame levensondersteunende systemen te ontwikkelen voor langdurige ruimtemissies en potentiële buitenaardse habitats.
De volgende stap is om te testen of de sporen nog langere perioden in de ruimte kunnen overleven, en hoe ze kunnen interageren met andere organismen in een gesloten ecosysteem. Dit werk opent de deur voor een nieuw tijdperk van astrobiologie en de zoektocht naar leven buiten de aarde.
