За да може човечеството да установи трайно присъствие в Космоса, отглеждането на растения е от съществено значение за оцеляването. Сега изследователи от университета в Хокайдо, Япония, са провели експерименти, за да разберат как мъхът оцелява извън Международната космическа станция (МКС).

Мъховете са изключително издръжливи растения, които виреят в екстремни условия на Земята, включително високи планински върхове, пустини, полярни региони и вулканични полета.

Екипът искаше да тества издръжливостта на растението в суровите космически условия. Като част от експеримента спорофити на мъх – репродуктивни структури, обграждащи спорите – бяха поставени извън МКС за девет месеца. Изненадващо, над 80% от спорите успешно оцеляха и все още бяха способни да се размножават и да покълнат обратно в лабораторията.

Това проучване е първото, което показва дългосрочното оцеляване на ранно сухоземно растение в космически условия.

„Повечето живи организми, включително хората, не могат да оцелеят дори за кратко във вакуума на Космоса“, казва Томомичи Фуджита, водещ автор в проучването. „Въпреки това спорите на мъха запазиха своята жизненост след девет месеца на пряка експозиция. Това предоставя впечатляващи доказателства, че животът, който се е развил на Земята, притежава на клетъчно ниво вътрешни механизми, които му позволяват да издържи условията в Космоса“, добавя той.

Вдъхновен от способността на мъха да колонизира сурови среди на Земята, Фуджита се замисля за идеята за „космически мъх“. За да я тества, неговият екип подложи мъха Physcomitrium patens на симулирани космически условия (включително висока ултравиолетова радиация, екстремни температури и вакуум). Бяха тествани три специфични структури на мъха: протонемата (млад мъх), брудни клетки (стволови клетки, предизвикани от стрес) и спорофити (капсулирани спори). Това помогна да се определи коя част е най-вероятно да оцелее в Космоса.

„Предвидихме, че комбинираните стресови фактори в Космоса, включително вакуум, космична радиация, екстремни температурни колебания и микрогравитация, ще причинят много по-големи щети, отколкото всеки един от тях поотделно“, казва Фуджита.

Симулационните тестове показаха, че ултравиолетовата радиация е най-трудният фактор за оцеляването на мъха. Сред трите тествани части спорофитите (капсулирани спори) се оказаха най-устойчиви. Опакованите спори показаха 1000 пъти по-голяма толерантност към ултравиолетовата радиация в сравнение с брудните клетки. Тези структури демонстрираха и изключителна устойчивост на температурни колебания, като оцеляха при излагане на -196 °C в продължение на повече от седмица и 55 °C в продължение на месец, като запазиха способността си да покълват.

Екипът предполага, че структурата около спората действа като защитна бариера, която абсорбира ултравиолетовото лъчение и предотвратява увреждания. Тази устойчивост вероятно е еволюционна адаптация, която е позволила на мъховете (бриофитите) да преминат на сушата преди 500 милиона години и да оцелеят след масовите измирания.

За да тестват тази адаптация в реални условия, през март 2022 г. изследователите изпратиха стотици спорофити на МКС. Те бяха изложени на външната среда на станцията в продължение на 283 дни, преди да бъдат върнати на Земята за анализ през януари 2023 г.

„Очаквахме почти нулева степен на оцеляване, но резултатът беше обратен: повечето спори оцеляха. Бяхме искрено изумени от изключителната издръжливост на тези миниатюрни растителни клетки“, обяснява Фуджита.

Върнатите спори от мъх показаха изключителна оцеляемост: над 80% оцеляха след 283-дневно излагане извън МКС. Въпреки че бе отбелязано 20% намаление на чувствителния хлорофил, а това не изглеждаше да засяга общото състояние на спорите. Използвайки математически модел, базиран на експерименталните данни, изследователите предсказаха, че капсулираните спори от мъх биха могли да оцелеят в Космоса до 5600 дни (около 15 години). Това обаче е приблизителна оценка, която изисква повече данни за потвърждение.

Снимка: Pexels/Tomomichi Fujita

Виж още: Вижте как болиди без пилоти се надпреварват в първото автономно състезание в Абу Даби (ВИДЕО)