Syntrichia caninervis, mech pustynny, okazał się zdolny do przetrwania ekstremalnych warunków środowiskowych, co pozycjonuje go jako potencjalną pionierską roślinę do kolonizacji na Marsie. Jego odporność na ujemne temperatury, wysokie promieniowanie i symulowane warunki marsjańskie podkreśla jego przydatność do siedlisk pozaziemskich. Źródło: Sheri Hagwood, dane hostowane w bazie danych USDA-NRCS PLANTS
Mech pustynny Syntrichia caninervis może być kluczem do kolonizacji Mars ze względu na swoją zdolność do przetrwania ekstremalnego zimna, promieniowania i warunków marsjańskich, potencjalnie wspierając zrównoważone siedliska pozaziemskie.
Mech pustynny Syntrichia caninervis wykazuje ogromne nadzieje dla kolonizacji Marsa ze względu na jego niezwykłą odporność na ekstremalne warunki, które są zazwyczaj śmiertelne dla większości form życia. Naukowcy napisali w czasopiśmie, że znana jest ze swojej tolerancji na suszę Innowacja że mech ten może również wytrzymać ujemne temperatury sięgające -196°C, wysoki poziom promieniowania gamma i symulowane środowiska marsjańskie z tymi połączonymi czynnikami stresogennymi. We wszystkich scenariuszach wcześniejsze odwodnienie wydawało się zwiększać zdolność mchu do przetrwania w tych trudnych warunkach.
„Nasze badanie pokazuje, że odporność środowiskowa S. caninervis jest lepszy od niektórych wysoce odpornych na stres mikroorganizmów i niesporczaków” – piszą badacze, do których należą ekolodzy Daoyuan Zhang i Yuanming Zhang oraz botanik Tingyun Kuang z Chińskiej Akademii Nauk. „S. caninervis to obiecująca kandydatka na pionierską roślinę do kolonizacji środowisk pozaziemskich, kładąca podwaliny pod budowę biologicznie zrównoważonych siedlisk ludzkich poza Ziemią.”
Testowanie w ekstremalnych warunkach
W niewielkiej liczbie wcześniejszych badań sprawdzano zdolność mikroorganizmów, glonów, porostów i zarodników roślin do wytrzymywania ekstremalnych warunków panujących w przestrzeni kosmicznej lub na Marsie, ale jest to pierwsze badanie, w którym testowano całe rośliny.
Syntrichia caninervis to mech pospolity gatunek z szeroką dystrybucją na całym świecie. Rośnie w niezwykle ekstremalnych środowiskach pustynnych, w tym w Tybecie, Antarktydzie i regionach okołobiegunowych, jako część biologicznej skorupy glebowej – szeroko rozpowszechnionego i odpornego rodzaju pokrycia terenu, często spotykanego na suchych terenach. Biorąc pod uwagę zdolność mchu do przetrwania ekstremalnych warunków środowiskowych, naukowcy postanowili sprawdzić jego możliwości w laboratorium.
Aby sprawdzić tolerancję mchu na zimno, naukowcy przechowywali rośliny w temperaturze -80°C (w bardzo zimnej zamrażarce) przez 3 i 5 lat oraz w temperaturze -196°C (w zbiorniku z ciekłym azotem) przez 15 i 30 dni. We wszystkich przypadkach rośliny zregenerowały się po rozmrożeniu, chociaż ich odbicie było wolniejsze w porównaniu z próbkami kontrolnymi, które zostały odwodnione, ale nie zamrożone, a rośliny, które nie zostały odwodnione przed zamrożeniem, odbiły się wolniej niż rośliny suszone, a następnie mrożony.
Mech wykazał także zdolność przetrwania ekspozycji na promieniowanie gamma, które zabiłoby większość roślin, a dawki 500 Gy zdawały się nawet sprzyjać wzrostowi roślin. Dla porównania, ludzie doświadczają poważnych drgawek i śmierci pod wpływem ekspozycji na około 50 Gy. „Nasze wyniki na to wskazują S. caninervis należy do najbardziej odpornych na promieniowanie znanych organizmów” – piszą naukowcy.
Próby symulacyjne Marsa
Na koniec badacze przetestowali zdolność mchu do przetrwania warunków podobnych do marsjańskich, korzystając z instrumentu do symulacji atmosfer planetarnych Chińskiej Akademii Nauk. Warunki marsjańskie symulatora obejmowały powietrze składające się w 95% z CO2, temperatury wahające się od -60°C do 20°C, wysoki poziom promieniowania UV i niskie ciśnienie atmosferyczne. Wysuszone rośliny mchu osiągnęły 100% stopień regeneracji w ciągu 30 dni po wystawieniu na marsjańskie warunki przez 1, 2, 3 i 7 dni. Rośliny nawodnione, które poddano działaniu symulatora tylko przez jeden dzień, również przeżyły, choć regenerowały się wolniej niż ich wysuszone odpowiedniki.
„Chociaż do stworzenia samowystarczalnych siedlisk na innych planetach wciąż pozostaje długa droga, pokazaliśmy, że ogromny potencjał tkwi w S. caninervis jako pionierska roślina rosnąca na Marsie” – piszą naukowcy. „Patrząc w przyszłość, spodziewamy się, że ten obiecujący mech będzie można przenieść na Marsa lub Księżyc, aby dalej testować możliwość kolonizacji i wzrostu roślin w przestrzeni kosmicznej”.
Odniesienie: „Ekstremotolerancyjny mech pustynny Syntrichia caninervis to obiecująca pionierska roślina do kolonizacji środowisk pozaziemskich” autorstwa Xiaoshuang Li, Wenwan Bai, Qilin Yang, Benfeng Yin, Zhenlong Zhang, Banchi Zhao, Tingyun Kuang, Yuanming Zhang i Daoyuan Zhang, 1 lipca 2024 r. , Innowacja.
DOI: 10.1016/j.xinn.2024.100657
Badania te były wspierane przez Chińską Akademię Nauk, program wiodących talentów w innowacjach technologicznych oraz program trzeciej ekspedycji naukowej do Xinjiangu.
