Při náročném experimentu vědci umístili mech na vnější stranu Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). Když ho po devíti měsících vrátili na Zemi, očekávali, že budou studovat, jakým způsobem zahynul. Jenže drtivá většina spor bez problémů přežila, a dokonce se dokázala rozmnožovat.
„Pokud nás historie evoluce něco naučila, pak to, že život nelze omezit. Život se osvobozuje. Život se rozšiřuje do nových oblastí. Bolestivě, možná dokonce nebezpečně. Ale život si vždy najde cestu,“ říká specialista na teorii chaosu Ian Malcolm hraný Jeffem Goldblumem v Jurském parku z roku 1993. Podle nového japonského výzkumu to platí nejen na Zemi.
Vědci se podívali na mechy. Tyto nenápadné rostliny jsou totiž jedny z nejpřizpůsobivějších organismů, jaké věda zná. Daří se jim v nejextrémnějších podmínkách na Zemi, od vrcholků Himalájí po písky Údolí smrti, od antarktické tundry po lávová pole aktivních sopek. Na planetě existují zřejmě už asi 500 milionů let a za tu dobu se zvládly přizpůsobit katastrofám, které vyhubily všechny ty mnohem působivější druhy – včetně dinosaurů. Dá se říci, že na Zemi není prostředí, které by mechy nezvládly osídlit. Ale co mimo Zemi?
V experimentu vědci „vyslali mechy měchýřočepky do kosmu“. A to nejen na palubu Mezinárodní vesmírné stanice, ale přímo na její vnější plášť, tedy místo vystavené všemu, co kosmická prázdnota může nabídnout: smrtícímu chladu, radiaci, mikrometeoritům a nedostatku živin. Ukázalo se, že nic z toho mechu moc nevadilo. Víc než osmdesát procent spor přežilo mimo ISS celou dobu pokusu, tedy celých devět měsíců.
A když se „vrátily na rodnou Zemi“, byly i nadále schopné reprodukce. Je to první důkaz, že suchozemská rostlina může přežít dlouhodobé vystavení vesmírným vlivům.
Vesmír není tak smrtící
„Většina živých organismů, včetně lidí, nedokáže přežít ve vakuu vesmíru ani krátkou dobu,“ uvedl hlavní autor studie Tomomichi Fujita z Hokkaido University. „Spory mechu si ale po devíti měsících přímého vystavení tomuto prostředí zachovaly svou vitalitu. To poskytuje přesvědčivý důkaz, že život, který se vyvinul na Zemi, má na buněčné úrovni vnitřní mechanismy, které mu umožňují snášet podmínky vesmíru.“
Myšlenka vesmírného mechu napadla Fujitu při studiu evoluce a vývoje rostlin. Udivovala ho schopnost mechu kolonizovat i ta nejdrsnější prostředí na Zemi. „Začal jsem si dávat otázku: mohla by tato malá, ale pozoruhodně odolná rostlina přežít i ve vesmíru?“
Na ISS se mech dostal na palubě rakety Cygnus NG-17 a potom byl umístěn ve speciálním zařízení na vnějším plášti stanice od 4. března 2022 do 23. prosince 2022, s výjimkou období skladování na palubě od 13. do 26. července 2022. Výsledkem tedy bylo 283 dní expozice ve vesmíru.
Experti přitom testovali tři různé struktury mechu – mladý mech, specializované kmenové buňky, které se objevují za stresových podmínek, a zapouzdřené spory – aby zjistili, které z nich mají největší šanci na přežití ve vesmíru. „Předpokládali jsme, že kombinované stresové faktory vesmíru, včetně vakua, kosmického záření, extrémních teplotních výkyvů a mikrogravitace, způsobí mnohem větší škody než kterýkoli z těchto faktorů samostatně,“ podotýká Fujita.
Radiace zabíjí
Vědci zjistili, že nejtěžší pro přežití bylo UV záření a že ze tří částí mechu byly zdaleka nejodolnější zapouzdřené spory neboli sporofyty. Žádný z mladých mechů nepřežil vysoké úrovně UV záření ani extrémní teploty. Kmenové buňky měly vyšší míru přežití, ale zapouzdřené spory vykazovaly asi tisíckrát vyšší toleranci vůči UV záření.
Jak je to možné? Tým přišel s tím, že struktura obklopující sporu slouží jako ochranná bariéra, která absorbuje UV záření a fyzicky i chemicky chrání vnitřní sporu před poškozením. Vědci poznamenávají, že se pravděpodobně jedná o evoluční adaptaci, která umožnila mechům před 500 miliony let přejít z vodních rostlin na suchozemské a od té doby přežít ta nejhorší masová vymírání.
„Očekávali jsme téměř nulové přežití, ale výsledek byl opačný: většina spor přežila,“ říká Fujita. „Byli jsme opravdu ohromeni mimořádnou odolností těchto malých rostlinných buněk,“ dodává s tím, že „tato studie dokazuje úžasnou odolnost života, který vznikl na Zemi“.
Jeho tým zajímalo, jak dlouho by spory mohly přežít ve vesmíru, a proto použil data z doby před expedicí mechu a po ní k vytvoření matematického modelu. Vědci předpokládají, že uzavřené spory by mohly přežít ve vesmírných podmínkách až 5600 dní – tedy přibližně patnáct let. Zdůrazňují ale, že se jedná jen o hrubý odhad a že pro realističtější předpovědi toho, jak dlouho by mech mohl ve vesmíru přežít, je zapotřebí většího souboru dat.
Vědci doufají, že jejich práce pomůže pokročit ve výzkumu potenciálu mimozemských půd pro usnadnění růstu rostlin a inspiruje k prozkoumání možnosti využití mechů pro rozvoj zemědělských systémů ve vesmíru.
„V konečném důsledku doufáme, že tato práce otevře nové možnosti pro budování ekosystémů v mimozemských prostředích, jako je Měsíc a Mars,“ nastínil Fujita. „Doufám, že náš výzkum mechů bude sloužit jako výchozí bod.“
