Спори моху, цих дивовижних представників рослинного світу, продемонстрували надзвичайну стійкість, переживши тривалу подорож у космосі. Майже дев’ять місяців ці мікроскопічні частинки перебували за межами Міжнародної космічної станції – орбітальної лабораторії, що є символом глобальної співпраці у дослідженні космосу. Повернувшись на нашу планету, понад 80% спор зберегли свою здатність до розмноження, вразивши науковців своїм життєвим потенціалом. Це відкриття значно поглиблює наше розуміння механізмів, які дозволяють рослинним видам існувати у надзвичайно суворих умовах, зазначили дослідники у своєму науковому звіті, опублікованому в журналі “iScience”.
Нескорений мешканець екстремальних середовищ
Мох процвітає у найскладніших куточках Землі – від крижаних висот Гімалаїв, найвищої гірської системи планети, відомої своїми суворими кліматичними умовами та розрідженим повітрям, до розпечених пісків Долини Смерті, однієї з найспекотніших і найсухіших пустель світу, що знаходиться у Каліфорнії та Неваді. Така виняткова опірність до несприятливих обставин робить мох ідеальним кандидатом для випробування на витривалість у ворожому космічному просторі. Там, де екстремальні коливання температур, змінена гравітація та високе радіаційне випромінювання доводять живі організми до межі їхніх можливостей. Попередні експерименти з дослідження виживання рослин у космосі переважно зосереджувалися на більших організмах, як-от бактерії чи сільськогосподарські культури. Однак тепер дослідники продемонстрували, що зразки моху виду Physcomitrium patens не лише виживають, а й чудово адаптуються до космічних реалій.
Деталі космічної одіссеї
На початковому етапі дослідження науковці вивчили три типи клітин P. patens, що представляють різні стадії репродуктивного циклу моху. Вони виявили, що спорофіти – структури клітин, що містять спори, – демонстрували найвищу стійкість до стресу під впливом ультрафіолетового (УФ) світла, заморожування та високих температур. Саме ці зразки спорофітів були розміщені на зовнішній стороні МКС у спеціальному експозиційному обладнанні, прикріпленому до японського модуля “Кібо”. Цей модуль, є частиною Міжнародної космічної станції, призначений для проведення наукових експериментів в умовах мікрогравітації та космічного вакууму. Там зразки перебували близько дев’яти місяців протягом 2022 року, після чого їх успішно повернули на Землю для подальшого аналізу.
Феноменальні результати та перспективи
“На подив, понад 80% спор вижили, і багато з них нормально проросли”, – поділився електронною поштою з Live Science провідний автор дослідження Томомічі Фудзіта, професор біології рослин з Університету Хоккайдо в Японії. Університет Хоккайдо – один із найстаріших і найпрестижніших вищих навчальних закладів Японії, відомий своїми дослідженнями у природничих науках. На основі цього експерименту Фудзіта та його команда розробили модель, яка припускає, що спори моху насправді можуть виживати у космосі до 5600 днів, що становить приблизно 15 років.
На Землі команда дослідників встановила, що більшість космічних чинників – зокрема, вакуум, мікрогравітація та екстремальні коливання температур – мали обмежений вплив на спори моху. Однак зразки, що зазнали впливу світла, особливо високоенергетичних УФ-хвиль, виявилися менш стійкими. Рівні пігментів, що відповідають за фотосинтез – процес, завдяки якому рослини перетворюють сонячне світло на енергію, – як-от хлорофіл «а», значно знизилися внаслідок світлового пошкодження, що негативно позначилося на подальшому зростанні моху.
Попри певне пошкодження деяких зразків моху під впливом умов відкритого космосу, P. patens все ж продемонстрував значно кращі показники витривалості порівняно з іншими видами рослин, які раніше тестували в подібних обставинах. Доктор Фудзіта вважає, що захисна, губчаста оболонка, що оточує спори, може бути ефективним щитом проти ультрафіолетового випромінювання та зневоднення. “Ця захисна роль могла розвинутися на ранніх етапах еволюції наземних рослин, аби допомогти мохам освоювати земні ареали”, – пояснив він.
Хоча це може здатися лише випробуванням меж одного виду, “успіх спор у космосі може стати біологічною основою для створення екосистем за межами нашої планети”, – наголосив Фудзіта. У майбутньому він сподівається випробувати інші види та глибше осягнути, як ці стійкі клітини виживають у таких стресових умовах.
