O mică plantă primitivă a transmis un mesaj puternic din spațiu: în aceste scenarii, viața planetei noastre ar putea fi mult mai rezistentă decât ne-am imaginat. Este vorba despre Physcomitrium patens, care a reușit să supraviețuiască timp de nouă luni în exteriorul Stației Spațiale Internaționale (ISS), un vehicul care orbitează în jurul Pământului la aproximativ 400 km altitudine. Descoperirea demonstrează pentru prima dată că o plantă terestră primitivă poate rezista expunerii prelungite la elementele cosmice.

Această cercetare a fost condusă de biologul japonez Tomomichi Fujita, de la Universitatea Hokkaido (Japonia). Fujita a declarat că, atunci când a început să studieze rezistența acestor mușchi, nu și-a imaginat că una dintre întrebările sale îl va duce dincolo de atmosfera terestră: ar putea aceste plante minuscule să supraviețuiască în spațiu?

Cercetătorii au fost uimiți de rezultat: peste 80% dintre spori au rezistat vidului, radiațiilor ultraviolete, variațiilor extreme de temperatură și microgravitației, iar ulterior au germinat într-un laborator la întoarcerea pe Pământ.

Teste prealabile

Fujita explică că ideea s-a născut dintr-o serie de teste preliminare. În laborator, echipa sa a comparat toleranța a trei tipuri de țesuturi de Physcomitrium patens, care au fost supuse unui mediu spațial simulat: protonemele (structuri juvenile), "brood cells" (celule rezistente generate sub stres) și sporofiții, care conțin sporii. "Literatura anterioară sugera deja că sporofitul era cel mai rezistent țesut", a detaliat expertul.

În cadrul acelor teste, a fost analizată individual expunerea la îngheț, căldură și vid. Toate au prezentat toleranță, dar acest lucru nu a confirmat pe deplin rezistența briofitelor la acțiunea simultană a factorilor extremi, așa cum se întâmplă în spațiu. "Deși fiecare stres a fost depășit individual, combinația simultană putea reduce supraviețuirea aproape la zero", a menționat cercetătorul. O singură slăbiciune ar putea declanșa o daună bruscă și potențial letală, imposibil de prevăzut doar pe baza acestor teste.

Pentru a-și testa descoperirile, în martie 2022, Fujita și echipa sa au trimis sute de sporofiți (faza unei plante care produce spori și din care se va naște următoarea generație). Aceștia au călătorit la bordul navei spațiale Cygnus NG-17. La sosirea la destinație, astronauții au atașat mostrele la exteriorul stației.

Un rezultat revelator

Mostrele au rămas expuse spațiului timp de 283 de zile (puțin peste nouă luni) și s-au întors pe Pământ la bordul misiunii SpaceX CRS-16, în ianuarie 2023. La întoarcerea lor, au fost duse la laborator pentru analiză.

Peste 80% dintre spori au supraviețuit călătoriei lor intergalactice și au reușit să germineze în laborator. Ceea ce se aștepta a fi o confirmare limitată s-a transformat într-o demonstrație a rezilienței biologice de care este capabil unul dintre cele mai vechi și mai mici organisme terestre. "Pot supraviețui chiar și în condiții severe", a subliniat Fujita.

Una dintre descoperirile suplimentare ale studiului a fost degradarea clorofilei a sub anumite tipuri de lumină vizibilă. Deși acest lucru nu a afectat rezistența sporilor — protejați în interiorul sporangiului — Fujita consideră că este o descoperire nouă care necesită încă mai multe cercetări pentru a-i înțelege implicațiile în ecosisteme din afara Pământului.

O prezență primitivă

Pentru biolog, rezultatele se conectează cu evoluția primelor plante terestre. Acum aproximativ 500 de milioane de ani, când nu exista atmosferă similară celei actuale, mușchii au fost pionierii în colonizarea pământului.

Ei sunt capabili să se stabilească în locuri fără sol, cum ar fi insulele vulcanice nou formate. Și, la moartea lor, resturile, degradate de bacterii, generează primul sol care permite altor plante și animale să ajungă ulterior. Fujita explică: "Mușchiul poate forma sol de unul singur și apoi permite altor animale și plante să crească."

Și adaugă: "Materia moartă a mușchilor poate fi folosită pentru a crește suprafața verde." Această capacitate de a crea teren acolo unde nu există este, pentru cercetător, o indiciu cheie despre rolul pe care l-ar putea juca în alte lumi.

Sisteme biologice în spațiu

Potrivit expertului, există posibilitatea ca mușchii să poată modifica temperatura, topografia și ecologia unei alte planete pentru a o face locuibilă pentru viața terestră sau pentru a susține sisteme biologice. Deși crede că această posibilitate este reală, este încă incipientă.

El subliniază că studierea modului în care mușchii supraviețuiesc în condiții extreme nu servește doar la imaginarea ecosistemelor extraterestre. De asemenea, ne poate învăța cum să facem față schimbărilor de pe Pământ.

Briologul Jesús Muñoz, de la Consiliul Superior pentru Cercetări Științifice (CSIC) din Spania, a primit vestea experimentului spațial cu un amestec de interes științific și scepticism față de concluziile care însoțesc lucrarea. Pentru el, rezistența sporilor de mușchi este un fenomen cunoscut de decenii, și reamintește că deja în anii '70, cercetătorul spaniol Gonzalo Nieto Feliner a efectuat experimente similare, plasând spori în cutii atașate aripilor avioanelor pentru a studia comportamentul lor în timpul zborurilor comerciale. "Era atmosfera terestră, dar chiar și atunci se știa că sporii puteau suporta condiții extreme", a menționat el.

Muñoz explică că există grupuri de cercetare care studiază de ani de zile cum plantele, în special cele de altă altitudine, dezvoltă compuși capabili să le protejeze de radiațiile ultraviolete. De asemenea, reamintește că rezistența ridicată a sporilor este documentată de mult timp: deshidratarea lor naturală și învelișurile lor chimice extrem de dure îi izolează de exterior într-un mod pe care puține structuri vegetale reușesc să-l egaleze.

Dar principala sa critică se concentrează pe ideea de a coloniza Marte sau Luna. "Mi se pare o modalitate de a evita problemele", a comentat el. "Distrugem această planetă. Nu are sens să ne gândim la soluții care nu sunt soluții. Nimeni nu va trăi pe Marte în viitorul apropiat, nici pe Lună. Este aproape o scuză pentru a continua exploatarea Pământului fără limite, ca și cum am putea să-l înlocuim."

Crearea de sol pe Pământ

Fujita și echipa sa nu sunt străini de această realitate. Schimbările climatice aduc secete mai lungi, iar unele regiuni se salinizează. Înțelegerea modului în care mușchii răspund la stresuri severe, susține biologul japonez, ne-ar putea ajuta să dezvoltăm strategii pentru agricultură sau restaurare ecologică pe propria noastră planetă.

Potrivit lui, am putea obține indicii pentru a îmbunătăți terenul nostru, "pentru a crea mai mult pământ pe Pământ". El detaliază: "Dacă am reuși ca mușchii să crească în spațiu, ar putea contribui la formarea solului și pe Pământ, la creșterea zonelor verzi, la realizarea fotosintezei și la producerea de oxigen."

Următorul pas, indică el, constă în studierea altor specii de mușchi chiar mai rezistente, precum și a versiunilor mutante de Physcomitrium patens, care să permită descifrarea rețelelor genetice ce permit această toleranță extraordinară. Printre candidați menționează Syntrichia ruralis, Bryum argenteum și alte specii recunoscute pentru supraviețuirea în medii extreme.