Μικρά και ασήμαντα βρύα επέζησαν σχεδόν 9 μήνες στο κενό του διαστήματος και μάλιστα κατάφεραν να αναπτυχθούν ξανά όταν επέστρεψαν στη Γη. Το αποτέλεσμα, που παρατηρήθηκε μετά την έκθεση στο εξωτερικό του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού, δίνει στους επιστήμονες νέες ιδέες για το πώς θα μπορούσε να ξεκινήσει η ζωή πέρα από τον πλανήτη μας.
Το πείραμα, που πραγματοποιήθηκε από μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Χοκάιντο, έστειλε σπόρια του Physcomitrium patens σε ένα από τα πιο ακραία περιβάλλοντα που υπάρχουν. Η ακτινοβολία, οι ακραίες μεταβολές θερμοκρασίας και το απόλυτο κενό ήταν όλα μέρος της δοκιμής — συνθήκες που συνήθως καταστρέφουν γρήγορα τη ζωντανή ύλη.
Η καλλιέργεια φυτών στο διάστημα παραμένει μεγάλη πρόκληση για μακρές αποστολές. Το οξυγόνο, η ανακύκλωση του νερού και η παραγωγή τροφής εξαρτώνται από αυτό. Αυτή η μελέτη αλλάζει λίγο την οπτική, εστιάζοντας όχι στις καλλιέργειες, αλλά σε απλούς και ανθεκτικούς οργανισμούς που ίσως μπορούν να επιβιώσουν εκεί όπου άλλοι δεν μπορούν.
Μια φυσική ασπίδα απέναντι στα ακραία του διαστήματος
Οι ερευνητές επέλεξαν το σπορόφυτο του Physcomitrium patens, μια κάψουλα που προστατεύει τα σπόρια και τα βοηθά να επιβιώνουν σε συνθήκες στρες. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που δημοσιεύτηκαν στο iScience, αυτές οι δομές πέρασαν 283 ημέρες έξω από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, μετά την εκτόξευσή τους με το σκάφος Cygnus NG-17 τον Μάρτιο του 2022.
«Οι περισσότεροι ζωντανοί οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, δεν μπορούν να επιβιώσουν ούτε για λίγο στο κενό του διαστήματος», σημείωσε ο Tomomichi Fujita από το Πανεπιστήμιο του Χοκάιντο, επικεφαλής της μελέτης. «Ωστόσο, τα σπόρια του βρύου διατήρησαν τη βιωσιμότητά τους μετά από εννέα μήνες άμεσης έκθεσης».
Οι αστροναύτες τοποθέτησαν τα δείγματα σε μια εξωτερική πλατφόρμα, όπου εκτέθηκαν απευθείας σε κοσμική ακτινοβολία, μικρομετεωρίτες και θερμοκρασίες από -120°C έως +100°C. Επέστρεψαν στη Γη τον Ιανουάριο του 2023 με κάψουλα Dragon της SpaceX.
Αυτή η προστατευτική κάψουλα αποδείχθηκε καθοριστική. Κράτησε τα σπόρια ανέπαφα σε όλη τη διάρκεια της αποστολής, δείχνοντας ότι ορισμένες φυτικές δομές μπορούν να αντέξουν συνθήκες διαστήματος χωρίς επιπλέον θωράκιση.
Η ακτινοβολία δεν “κέρδισε” αυτή τη φορά
Πίσω στη Γη, τα σπόρια καλλιεργήθηκαν σε εργαστηριακές συνθήκες. Το αποτέλεσμα εξέπληξε ακόμη και τους ερευνητές. Περίπου το 86% των εκτεθειμένων σπορίων φύτρωσε, σε σύγκριση με 97% των σπορίων που έμειναν στη Γη. Όπως ανέφερε η μελέτη, αυτή η διαφορά είναι μικρότερη από το αναμενόμενο, δεδομένου του επιπέδου ακτινοβολίας.
Ο Fujita παραδέχτηκε ότι η ομάδα δεν περίμενε τέτοιο αποτέλεσμα:
«Περιμέναμε σχεδόν μηδενική επιβίωση, αλλά το αποτέλεσμα ήταν το αντίθετο: τα περισσότερα σπόρια επέζησαν», είπε, προσθέτοντας ότι ήταν «πραγματικά έκπληκτοι από την εξαιρετική ανθεκτικότητα αυτών των μικροσκοπικών φυτικών κυττάρων».
Υπήρξε κάποια επίδραση: οι επιστήμονες μέτρησαν μείωση 20% στη χλωροφύλλη a, η οποία παίζει βασικό ρόλο στη φωτοσύνθεση. Παρ’ όλα αυτά, τα σπόρια αναπτύχθηκαν. Η χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό και η αδρανής τους κατάσταση πιθανότατα βοήθησαν να περιοριστούν οι ζημιές.
Η ομάδα ανέπτυξε επίσης ένα μοντέλο που δείχνει ότι αυτά τα σπόρια θα μπορούσαν να επιβιώσουν έως και 5.600 ημέρες υπό παρόμοιες συνθήκες — πάνω από 15 χρόνια, κάτι που αλλάζει τις τρέχουσες υποθέσεις για το πόσο μπορεί να αντέξει η φυτική ζωή στο διάστημα.
Οικοσυστήματα στον Άρη; Η ιδέα πλησιάζει
Αυτά τα αποτελέσματα ήδη τροφοδοτούν συζητήσεις για τη δημιουργία οικοσυστημάτων πέρα από τη Γη. Αντί να ξεκινήσουν από καλλιέργειες τροφής, οι επιστήμονες εξετάζουν ανθεκτικά «πρωτοπόρα» είδη που μπορούν να ξεκινήσουν βασικές βιολογικές διεργασίες.
Βρύα όπως το Physcomitrium patens θα μπορούσαν να παράγουν οξυγόνο, να ρυθμίζουν την υγρασία και να συμβάλλουν στη δημιουργία υποστρωμάτων όπως στο έδαφος. Θα ήταν χρήσιμα σε κλειστά συστήματα υποστήριξης ζωής για σεληνιακές βάσεις ή αποστολές στον Άρη.
Ο Fujita δήλωσε ότι το πείραμα δείχνει ξεκάθαρα πόσο ανθεκτική μπορεί να είναι η απλή φυτική ζωή. Υπάρχουν ακόμη πολλά άγνωστα, ειδικά σχετικά με το πώς θα αντιδρούσαν αυτοί οι οργανισμοί σε διαφορετική βαρύτητα ή στο έδαφος του Άρη, αλλά η μελέτη αποτελεί ένα πραγματικό βήμα προς τη χρήση ζωντανών συστημάτων στην εξερεύνηση του διαστήματος.
«Τελικά, ελπίζουμε ότι αυτή η εργασία θα ανοίξει ένα νέο πεδίο προς τη δημιουργία οικοσυστημάτων σε εξωγήινες συνθήκες όπως η Σελήνη και ο Άρης», ανέφερε ο Fujita. «Ελπίζω ότι η έρευνά μας για τα βρύα θα αποτελέσει ένα σημείο εκκίνησης».
