Expus vidului absolut și radiațiilor pe exteriorul Stației Spațiale Internaționale (ISS), un mușchi terestru din specia Physcomitrium patens a înfruntat timp de 283 de zile condiții care ar anihila în mod normal orice formă de viață complexă. Acest rezultat fascinant, obținut după expunerea extremă în afara ISS, le oferă cercetătorilor perspective inedite despre modul în care viața ar putea prospera dincolo de limitele planetei noastre.
Reușita acestui experiment schimbă ipotezele despre biologia spațială, demonstrând că plantele pioniere ar putea forma baza viitoarelor ecosisteme artificiale pe Marte sau pe Lună.
În cadrul unui experiment de anduranță absolută, o echipă de cercetători de la Universitatea Hokkaido a trimis spori din specia Physcomitrium patens în cel mai dur mediu imaginabil. Radiațiile cosmice, variațiile extreme de temperatură și vidul total au făcut parte dintr-un test implacabil – condiții care, de obicei, anihilează materia vie într-un timp foarte scurt.
Cultivarea plantelor în spațiu rămâne o provocare monumentală pentru misiunile de lungă durată, fiind crucială pentru producția de oxigen, reciclarea apei și asigurarea hranei. Acest studiu schimbă însă complet paradigma: în loc să se concentreze pe culturile agricole obișnuite, atenția se mută pe organisme simple, ultra-rezistente, capabile să supraviețuiască acolo unde absolut nimic altceva nu ar putea.
Cum au supraviețuit sporii de mușchi pe Stația Spațială Internațională
Pentru acest test ambițios, oamenii de știință au ales sporofitul de Physcomitrium patens – o structură sub formă de capsulă care funcționează ca un scut, protejând sporii și ajutându-i să facă față stresului extrem. Conform rezultatelor publicate în revista iScience, aceste structuri au petrecut nu mai puțin de 283 de zile fixate în afara ISS, după ce au fost lansate la bordul navei Cygnus NG-17, în martie 2022.
„Majoritatea organismelor vii, inclusiv oamenii, nu pot supraviețui nici măcar pentru scurt timp în vidul spațial. Cu toate acestea, sporii de mușchi și-au păstrat vitalitatea după nouă luni de expunere directă.”, a remarcat Tomomichi Fujita de la Universitatea Hokkaido, autorul principal al studiului.
Astronauții au fixat probele pe o platformă externă a stației, lăsându-le direct la mila radiațiilor cosmice, a micrometeoriților și a unor fluctuații termice brutale, cuprinse între -120 °C și +100 °C. Eșantioanele au revenit pe Terra în ianuarie 2023, la bordul unei capsule SpaceX Dragon.
S-a dovedit că această capsulă naturală de protecție a fost absolut esențială. A menținut sporii intacți pe toată durata misiunii, demonstrând uluitorul fapt că anumite structuri vegetale pot înfrunta mediul spațial ostil fără absolut niciun ecran artificial de protecție suplimentar.
Rezistența la radiații cosmice: un scut natural neașteptat
Odată readuși pe Pământ, sporii au fost puși la germinat în condiții de laborator. Ceea ce a urmat i-a luat prin surprindere chiar și pe veteranii cercetării spațiale. La altitudinea de aproximativ 400 de kilometri, unde orbitează Stația Spațială Internațională, organismele sunt lovite constant de radiații ultraviolete letale și particule solare de înaltă energie, nefiind protejate de atmosfera densă a Pământului. Aproximativ 86% dintre sporii expuși în spațiu au germinat cu succes, comparativ cu rata de 97% a grupului de control care nu a părăsit niciodată Pământul.
După cum subliniază studiul, această diferență este infimă, având în vedere nivelul masiv de radiații implicat. Fujita a recunoscut că echipa sa nu se aștepta sub nicio formă la un asemenea deznodământ.
„Ne așteptam la o supraviețuire aproape de zero, dar rezultatul a fost opusul: majoritatea sporilor au supraviețuit”, a spus el, adăugând că cercetătorii au fost „sincer uimiți de durabilitatea extraordinară a acestor celule vegetale minuscule”.
Desigur, spațiul a lăsat câteva urme. Oamenii de știință au măsurat o scădere de 20% a nivelului de clorofilă a, un element central care joacă un rol major în fotosinteză. Cu toate acestea, sporii au continuat să crească. Se pare că starea lor de repaus și conținutul extrem de redus de apă au contribuit decisiv la limitarea daunelor celulare.
Mai mult, echipa a construit un model predictiv care sugerează că acești spori ar putea rezista până la 5.600 de zile în condiții similare. Aceasta înseamnă o supraviețuire de peste 15 ani în spațiu deschis, o cifră care pur și simplu spulberă ipotezele actuale privind durata de viață a plantelor în cosmos.
Ecosisteme pe Marte? Ideea SF tocmai a devenit mult mai reală
Aceste descoperiri remarcabile alimentează deja discuțiile despre construirea de ecosisteme funcționale dincolo de Pământ. În loc să înceapă direct cu încercarea de a cultiva alimente, oamenii de știință iau acum în considerare utilizarea acestor specii „pionier” incredibil de robuste, care pot declanșa procesele biologice de bază pe alte corpuri cerești. Așa cum se menționează într-un comunicat de presă, cercetătorii subliniază că supraviețuirea este doar o parte a poveștii; ceea ce contează cu adevărat, la finalul zilei, este dacă aceste organisme pot crește și funcționa în altă parte.
Un mușchi precum Physcomitrium patens ar putea ajuta la producerea de oxigen, la gestionarea umidității și chiar la formarea unor prime straturi asemănătoare solului. Aceste capacități l-ar face inestimabil în cadrul sistemelor cu circuit închis menite să susțină viitoarele avanposturi lunare sau misiunile umane pe Marte.
Fujita a afirmat că experimentul arată clar cât de tenace poate fi viața vegetală simplă. Deși există încă multe necunoscute – în special modul în care aceste organisme ar reacționa la o gravitație diferită sau la chimia solului marțian – studiul reprezintă un pas real și tangibil către utilizarea sistemelor vii în explorarea spațială avansată.
„În cele din urmă, sperăm că această muncă va deschide o nouă frontieră către construirea de ecosisteme în medii extraterestre, precum Luna și Marte. Sper că cercetarea noastră asupra mușchilor va servi drept punct de plecare.”, a declarat Fujita.
Dacă simpla formare a unei capsule naturale i-a permis unui mușchi să învingă vidul și radiațiile cosmice, următoarea etapă a explorării spațiale s-ar putea baza mai degrabă pe biologia elementară a Pământului decât pe scuturi artificiale complexe.
