Věda pro všechny: Mechové spory přežívají vystavení vesmíru a zpochybňují hranice života

(Tento článek je součástí zpravodaje Věda pro všechny, který odstraňuje žargon vědy a vkládá zábavu! Přihlásit se nyní!)

Jak daleko lze posunout život rostlin v drsném prostředí? Změna klimatu stejně jako lidské plány na kolonie na Měsíci nebo Marsu činí tuto otázku naléhavou. Vědci již vědí, že některé mikroby a semena plodin mohou tolerovat velké dávky záření, hluboký chlad a vakuum.

Mechy a další mechorosty byly mezi prvními rostlinami, které kolonizovaly zemi a přežily opakované změny zemského klimatu, ale jejich limity ve skutečných vesmírných podmínkách nebyly dobře známy. Předchozí vesmírné experimenty většinou využívaly cévnaté rostliny, které mají specializovaná pletiva pro transport vody a minerálů skrze své tělo. Výzkum mechů se zastavil na simulacích v laboratořích.

V a studium 20. listopadu v iSciencevýzkumníci z Japonska zvolili modelový mech Otevřete Physcomitrium protože jeho životní cyklus a stresové reakce byly dobře studovány v laboratoři. Zkoumali, které mechové tkáně by mohly odolat extrémní zátěži a zda by některá z nich mohla zůstat naživu v otevřeném prostoru mimo Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS).

Tým nejprve porovnal tři mechové tkáně – mladá vlákna (protonemata), stresem vyvolané buňky plodu a spory uvnitř jejich pouzdra – v simulovaných podmínkách, včetně intenzivního ultrafialového (UV) světla, mrazu, vysokého tepla, vakua a vakua plus krátkovlnné UV záření. Potom poslali nejodolnější stádium, spóry uzavřené v jejich sporangiu, na platformu mimo ISS na devět měsíců a měřili, kolik spor ještě vyklíčilo, když se vrátili.

V pozemních testech protonemata rychle uhynula pod silným UV zářením, dlouhým zmrazením při minus 80 °C a při zahřátí na 55 °C. Plemenné buňky fungovaly lépe, ale stále selhaly při nejsilnějších ošetřeních. Spory chráněné sporangiem byly mnohem tužší: mnohé přežily dávky UV asi 1000x vyšší než plodové buňky, 30 dní hlubokého zmrazení a 30 dní při 55 °C, pouze s částečnou ztrátou klíčivosti. Také tolerovaly téměř měsíc ve vysokém vakuu a silném vakuu-UV s téměř žádným poklesem životaschopnosti. Ve vesmíru vyklíčily spory ze všech tmavých a UV stíněných skupin asi z 95 %, což ukazuje, že vakuum, teplotní výkyvy a mikrogravitace měly malý vliv. I v plně exponované skupině, která obdržela kosmické UV, stále vyklíčilo asi 86 % spor.

Výsledky naznačovaly, že P. otevřít samotné spóry byly vnitřně odolné vůči stresu, sporangium přidalo ochranný obal proti záření, teplotním extrémům a vakuu – což odráží způsob, jakým obaly semen chrání embrya ve vyšších rostlinách, a mohou odrážet raná evoluční řešení, která pomohla prvním suchozemským rostlinám vyrovnat se se suchými, exponovanými podmínkami.

Porovnáním UV tolerance napříč mnoha organismy autoři také ukázali, že mechové spory soupeří nebo převyšují slavné mikroby odolné vůči záření a některá semena plodin, zejména v jejich schopnosti zvládnout UV záření s velmi krátkou vlnovou délkou. Studie zároveň poznamenala, že spory byly při ultra nízkých teplotách méně působivé než některá semena stromů, že poškození pigmentu by mohlo vadit při delších misích a na základě omezených údajů a potřeb testování odhadla, že spory mohou přežít 15 let ve vesmíru.

Přesto, dodali autoři, jejich práce posílila myšlenku, že mechorosty by mohly pomoci „ozelenit“ budoucí mimozemské základny a podporovat uzavřené systémy podpory života a zároveň poskytnout astrobiologům jasnější pohled na to, jak robustní by mohl být rostlinný život mimo Zemi.

Ze stránek Věda

Otázkový koutek

Flóra a fauna