Споры мха выжили 9 месяцев за бортом МКС
Мхи процветают в самых экстремальных условиях на Земле. Вдохновившись их устойчивостью, исследователи отправили спорофиты мха — репродуктивные структуры, содержащие споры — в самое экстремальное окружение: открытый космос.
Результаты, опубликованные в журнале iScience 20 ноября, показывают, что более 80% спор пережили девять месяцев за бортом Международной космической станции (МКС) и вернулись на Землю, сохранив способность к размножению. Это впервые демонстрирует, что раннее наземное растение может выжить при длительном воздействии условий космоса.
"Большинство живых организмов, включая людей, не могут выжить даже кратковременно в вакууме космоса. Однако споры мха сохранили свою жизнеспособность после девяти месяцев прямого воздействия", — говорит ведущий автор Томомичи Фудзита из Университета Хоккайдо.
Лабораторные испытания на выживаемость
Команда подвергла Physcomitrium patens (распространённый мох) моделированию космической среды: высокому уровню УФ-излучения, экстремальным температурам и вакууму. Тестировали три структуры:
- Протонема (ювенильный мох) — не выжила.
- Брудно-клетки (специализированные стволовые клетки) — показали более высокую выживаемость.
- Спорофиты (инкапсулированные споры) — оказались наиболее устойчивыми.
Споры показали ~в 1000 раз большую устойчивость к УФ-излучению, чем другие части. Они также выжили и проросли после воздействия –196°C в течение недели и 55°C в течение месяца.
Исследователи предполагают, что структура, окружающая спору, служит защитным барьером, поглощая УФ-излучение и защищая внутреннюю спору. Это, вероятно, эволюционная адаптация, позволившая бриофитам (группе растений, к которой относятся мхи) перейти от водных к наземным формам жизни 500 миллионов лет назад.
Реальный космический эксперимент
В марте 2022 года сотни спорофитов были доставлены на МКС на корабле Cygnus NG-17. Образцы разместили снаружи станции, где они находились 283 дня. В январе 2023 года мох вернулся на Землю на корабле SpaceX CRS-16 для анализа.
"Мы ожидали почти нулевой выживаемости, но результат был противоположным: большинство спор выжило. Мы были искренне поражены", — отмечает Фудзита.
Более 80% спор пережили путешествие. Из оставшихся все, кроме 11%, смогли прорасти в лаборатории. Уровни хлорофилла были в норме, за исключением 20%-го снижения хлорофилла a (особо чувствительного к изменениям видимого света), что не повлияло на жизнеспособность спор.
Прогнозы и перспективы
На основе данных команда создала математическую модель, предсказывающую, что инкапсулированные споры могли бы выжить в космосе до ~5600 дней (около 15 лет). Это предварительная оценка, требующая больше данных.
Исследователи надеются, что их работа поможет продвинуть исследования потенциала внеземных почв для выращивания растений и вдохновит на использование мхов для создания сельскохозяйственных систем в космосе.
"В конечном итоге мы надеемся, что эта работа откроет новый путь к созданию экосистем во внеземных средах, таких как Луна и Марс", — заключает Фудзита.