Niedawne eksperymenty przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Hokkaido w Japonii wykazały, że zarodniki mchu Physcomitrium patens są w stanie przetrwać przez długi czas w trudnych warunkach kosmicznych. Badanie, opublikowane w czasopiśmie iScience, sprawdzało trwałość mchów na różnych etapach rozwoju – splątków, komórek czerwiowych i sporofitów – w symulowanych i rzeczywistych warunkach kosmicznych, w tym na zewnątrz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Ponad 80% zarodników przetrwało dziewięć miesięcy w kosmosie, zachowując zdolność do kiełkowania, wykazując niezwykłą wytrzymałość.
Dlaczego to ma znaczenie: rozszerzanie życia poza Ziemię
To odkrycie to nie tylko botaniczna ciekawostka; ma to istotne implikacje dla przyszłej eksploracji kosmosu i potencjalnych osad pozaziemskich. Ponieważ Ziemia stoi przed rosnącymi wyzwaniami środowiskowymi, a ludzkość stara się zaistnieć na Księżycu, Marsie i poza nim, zrozumienie, w jaki sposób organizmy lądowe mogą przystosować się do ekstremalnych warunków, ma kluczowe znaczenie.
Badanie pokazuje, że nawet bez modyfikacji genetycznych niektóre formy życia mają wrodzone mechanizmy umożliwiające przetrwanie w środowiskach, które wcześniej uważano za niezdatne do zamieszkania. Podważa to założenia dotyczące ograniczeń życia i otwiera drzwi do tworzenia samowystarczalnych ekosystemów na innych planetach.
Eksperyment: z laboratorium na orbitę
Naukowcy wystawili Physcomitrium patens na symulowane warunki kosmiczne, w tym próżnię, ekstremalne temperatury (od -196°C do 55°C) i wysoki poziom promieniowania UV. Stwierdzono, że sporofity – otoczkowane zarodniki – są znacznie bardziej odporne niż młode komórki mchu lub czerwia, wykazując 1000 razy większą odporność na promieniowanie UV.
Aby potwierdzić te wyniki, w marcu 2022 r. na ISS wysłano setki sporofitów i wystawiono je na bezpośredni kontakt z przestrzenią kosmiczną przez 283 dni. Po powrocie na Ziemię w styczniu 2023 r. ponad 80% zarodników pozostało żywych, a prawie 90% mogło ponownie wykiełkować w laboratorium.
Ewolucyjne korzenie: dziedzictwo przetrwania
Naukowcy sugerują, że odporność ta jest zakorzeniona w historii ewolucji mchów – grupy roślin, do której należą mechy. Ich obronna struktura zarodników prawdopodobnie wyewoluowała w wyniku adaptacji do przejścia ze środowiska wodnego do lądowego 500 milionów lat temu, co pozwoliło im wytrzymać ekstremalne warunki i przetrwać masowe wymieranie. Zewnętrzna powłoka zarodnika działa jak bariera chroniąca komórkę wewnętrzną przed szkodliwym promieniowaniem.
Długoterminowa żywotność: przewidywanie przetrwania w kosmosie
Na podstawie danych eksperymentalnych zespół opracował model matematyczny, który przewiduje, że zarodniki te mogą potencjalnie przetrwać w przestrzeni kosmicznej do 5600 dni, czyli około 15 lat. Choć jest to wartość szacunkowa, wskazuje ona na niezwykły stopień stabilności w ekstremalnych warunkach.
„To badanie pokazuje niezwykłą odporność życia, które powstało na Ziemi” – powiedział dr Tomomichi Fujita, główny badacz na Uniwersytecie Hokkaido. „Mam nadzieję, że nasze badania nad mchami posłużą za punkt wyjścia”.
Wyniki sugerują, że przyszłe badania powinny koncentrować się na tym, jak tę odporność można wykorzystać do opracowania odpornych systemów podtrzymywania życia na potrzeby długotrwałych misji kosmicznych i potencjalnych siedlisk pozaziemskich.
Następnym krokiem będzie sprawdzenie, czy zarodniki mogą przetrwać w przestrzeni kosmicznej jeszcze dłużej i jak mogą wchodzić w interakcje z innymi organizmami w zamkniętym ekosystemie. Praca ta otwiera drzwi do nowej ery astrobiologii i poszukiwań życia poza Ziemią.
