Mchu przyczepili do kadłuba ISS. Przeżył 283 dni w kosmosie

Naukowcy zdecydali się na ryzykowny eksperyment — przyczepili żywy mech bezpośrednio do kadłuba ISS, w miejscu pozbawionym jakiejkolwiek osłony. Przez 283 dni roślina wisiała w całkowitej próżni, bombardowana promieniowaniem kosmicznym i mierzona z temperaturami od -196°C do +100°C. To środowisko, które dla większości organizmów oznaczałoby natychmiastową śmierć. Jednak tym razem natura zaskoczyła badaczy.

Badacze przyczepili ziemski mech do zewnętrznej osłony Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, wystawiając go na prawdziwe kosmiczne piekło.

Eksperyment trwał wiele miesięcy i symulował ekstremalne warunki, w jakich musiałaby działać przyszła „zielona infrastruktura” na Księżycu czy Marsie. Ku zaskoczeniu naukowców mech nie tylko przetrwał, ale po powrocie na Ziemię zdołał się odrodzić i dalej rosnąć.

Żywy „pasażer na gapę” na zewnątrz ISS

Na pokład ISS regularnie trafiają nowe aparatury, eksperymenty i ładunki użytkowe. Tym razem wśród nich znalazł się niezwykły „pasażer” – fragmenty mchu Physcomitrium patens, nazywanego czasem roślinnym odpowiednikiem astronauty.

Przeczytaj również: Te dwa znaki zodiaku w marcu dostaną „stary temat” prosto w twarz

Nie umieszczono go w bezpiecznym module badawczym z kontrolowaną temperaturą i dopływem powietrza. Naukowcy zrobili coś znacznie odważniejszego: przytwierdzili próbki bezpośrednio do zewnętrznej części stacji. Tam nie ma żadnej osłony przed próżnią, promieniowaniem i skrajnymi zmianami temperatury.

Przez 283 dni mech wisiał „na goło” na kadłubie ISS, narażony na próżnię, promieniowanie kosmiczne i skoki temperatur od około -196°C do +100°C.

To jedno z najbardziej brutalnych środowisk, jakie można sobie wyobrazić dla organizmu przyzwyczajonego do ziemskich warunków. A jednak badacze liczyli, że ten wyjątkowo odporny gatunek pokaże coś więcej niż tylko widowiskową porażkę.

Przeczytaj również: Asteroida Apophis zbliży się do Ziemi w 2029 roku. Europa wyprzedzi NASA

Dlaczego akurat ten gatunek mchu?

Physcomitrium patens nie jest przypadkowym wyborem. Botanicy dobrze znają go z badań nad odpornością roślin na ekstremalne warunki. Wcześniej przetrzymywał długotrwałą suszę, mróz oraz intensywne promieniowanie w kontrolowanych testach laboratoryjnych.

Na Ziemi ten mech radzi sobie w miejscach, gdzie mało które rośliny chciałyby rosnąć:

Przeczytaj również: Chiny odsłaniają „superdrogę” sprzed 2200 lat. Konkurencja dla autostrad

• obszary północne o niskich temperaturach,
• suche, mocno nasłonecznione podłoża,
• gleby ubogie w składniki mineralne.

To wszystko czyni go idealnym kandydatem do badań nad przyszłym zazielenianiem innych planet. Naukowcy chcą zrozumieć, jak bardzo można „dociążyć” takie organizmy stresem środowiskowym, zanim ich systemy całkowicie się rozsypią.

283 dni w próżni: kosmiczny test wytrzymałości

Eksperyment wystartował w marcu 2022 roku, gdy kapsuła zaopatrzeniowa dostarczyła próbki na ISS. Po zamocowaniu ich na zewnętrznej platformie rozpoczął się długi, niemal bezlitosny test.

Przez 283 dni próbki nie otrzymywały wody ani osłony przed promieniowaniem kosmicznym. To warunki, które dla większości roślin oznaczałyby szybki koniec. Naukowcy spodziewali się, że po powrocie na Ziemię odzyskają co najwyżej śladowy odsetek żywych komórek.

Wyniki, które zaskoczyły laboratorium

Po zakończeniu misji próbki trafiły z powrotem do laboratoriów. Tam poddano je serii testów: analizom pod mikroskopem, badaniom DNA, próbom kiełkowania. Kluczowe pytanie brzmiało: czy ten mech tylko „wysuszył się na wiór”, czy ma jeszcze szansę na aktywne życie?

Odpowiedź przerosła oczekiwania. Zdecydowana większość zarodników przetrwała podróż. Co więcej, ponad 80 procent z nich zaczęło się regenerować po zapewnieniu im sprzyjających warunków na Ziemi. W kolejnych tygodniach odrastały nowe części mchu, a roślina wchodziła w normalny cykl wzrostu i rozmnażania.

Zarodniki nie tylko przeżyły kosmiczny test, ale po nawodnieniu i ogrzaniu wróciły do aktywności, rosły i tworzyły kolejne pokolenia.

To oznacza, że w strukturach komórkowych pozostały sprawne mechanizmy naprawcze. DNA uległo uszkodzeniom, lecz organizm potrafił je „posprzątać” i uruchomić kolejne procesy rozwojowe.

Co to mówi o granicach życia?

Do tej pory największym symbolem odporności na kosmos pozostawały niesporczaki, czyli maleńkie bezkręgowce potrafiące przetrwać ekstremalne warunki, łącznie z pełną próżnią. Sukces mchu pokazuje, że nie tylko zwierzęta mikro rozmiarów potrafią stawić czoła takiej dawce stresu.

Rośliny wydają się korzystać z innej strategii. Mogą „zawiesić” aktywność metaboliczną, wysuszyć tkanki, a po powrocie do wilgotnego otoczenia przywrócić funkcje życiowe. To coś w rodzaju biologicznego przycisku pauzy.

Co ma wspólnego mech z przyszłymi koloniami na Marsie?

Wyniki eksperymentu nie są tylko ciekawostką z pogranicza botaniki i astronautyki. Dają bardzo konkretne wskazówki projektantom przyszłych misji załogowych poza Ziemią.

Rośliny pełnią w takich misjach kilka ról jednocześnie:

• produkują tlen,
• pochłaniają część dwutlenku węgla,
• dostarczają świeżej żywności,
• stabilizują mikroklimat w habitatach,
• wpływają pozytywnie na psychikę załogi poprzez kontakt z zielenią.

Jeśli część roślin, jak ten mech, potrafi przetrwać długotrwałą ekspozycję na próżnię i promieniowanie w formie zarodników, łatwiej planować ich transport i przechowywanie. Taki materiał można wysłać na Księżyc czy Marsa znacznie wcześniej niż ludzi, w taniej i lekkiej formie, a uruchomić dopiero na miejscu.

Rośliny jako „narzędzia inżynieryjne”

Badacze coraz częściej myślą o roślinach jak o narzędziach inżynierii środowiska. Mech czy porosty mogą w przyszłości służyć do:

• stabilizowania gruntu wokół baz marsjańskich,
• stopniowego tworzenia cienkiej warstwy gleby,
• tworzenia naturalnych powłok ochronnych na konstrukcjach,
• oczyszczania powietrza i recyklingu części odpadów.

Do tego potrzebne są gatunki, które wytrzymują długotrwałą suszę i skrajne warunki, a w razie przerwy w dostępie do wody nie giną, tylko czekają na lepszy moment. Właśnie takie cechy pokazuje Physcomitrium patens.

Jak takie badania mogą przełożyć się na codzienność?

Na pierwszy rzut oka eksperyment na ISS wygląda jak czysta ciekawość naukowa. W praktyce może napędzić rozwój nowych technologii, które trafią także na Ziemię. Badanie mechanizmów naprawy DNA czy ochrony komórek przed promieniowaniem przyda się przy projektowaniu leków przeciw starzeniu się tkanek czy terapii onkologicznych.

Lepsze zrozumienie, jak rośliny wytrzymują skrajną suszę, pomoże też hodowcom w tworzeniu nowych odmian upraw odpornych na kryzys klimatyczny. Jeśli mech potrafi „przeczekać” niemal rok w próżni, być może część jego strategii da się przenieść na gatunki jadalne, które dziś bardzo łatwo tracą plony przez suszę.

W tle pojawia się jeszcze jedno pytanie: skoro ziemska roślina przetrwała poza stacją, to jak łatwo nasze życie mogłoby przypadkiem „zanieczyścić” inne ciała niebieskie? Dlatego specjaliści od ochrony planetarnej szczególnie uważnie śledzą takie eksperymenty. Chodzi o to, aby przyszłe misje nie naruszały lokalnych ekosystemów, jeśli gdzieś w kosmosie faktycznie istnieje rodzime życie.