Τα βρύα είναι γνωστό ότι ευδοκιμούν στα πιο ακραία περιβάλλοντα του πλανήτη μας, από τις κορυφές των Ιμαλαΐων μέχρι την Death Valley, και από την Ανταρκτική μέχρι τα πεδία λάβας των ενεργών ηφαιστείων. Εμπνευσμένοι από την ανθεκτικότητα των βρύων, οι ερευνητές έστειλαν σπορόφυτα βρύων (αναπαραγωγικές δομές που περικλείουν σπόρια) στο πιο ακραίο περιβάλλον μέχρι σήμερα: το διάστημα.
Τα αποτελέσματα της αποστολής αυτής, που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό iScience του Cell Press στις 20/11, δείχνουν ότι πάνω από το 80% των σπορίων επέζησαν 9 μήνες έξω από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) και επέστρεψαν στη Γη εξακολουθώντας να είναι ικανά να αναπαραχθούν, αποδεικνύοντας για πρώτη φορά ότι ένα πρώιμο χερσαίο φυτό μπορεί να επιβιώσει από μακροχρόνια έκθεση στο αφιλόξενο διάστημα. Αυτό παρέχει ενδείξεις ότι η ζωή που έχει εξελιχθεί στη Γη διαθέτει, σε κυτταρικό επίπεδο, εγγενείς μηχανισμούς για να αντέξει τις συνθήκες του διαστήματος.
Δοκιμάστηκαν τρεις διαφορετικές δομές βρύων σε περιβάλλον που εξομοίωνε διαστημικές συνθήκες, πριν σταλούν στο διάστημα. Τα protenemata (νεαρά βρύα), τα κύτταρα γόνου ή εξειδικευμένα βλαστοκύτταρα που αναδύονται υπό συνθήκες στρες, και τα σπορόφυτα ή ενθυλακωμένα σπόρια, ώστε να ανακαλύψουν ποια από τα 3 είχαν τις καλύτερες πιθανότητες επιβίωσης στο διάστημα.
Η υπεριώδης ακτινοβολία ήταν το πιο δύσκολο στοιχείο για επιβίωση, και τα σπορόφυτα ήταν μακράν τα πιο ανθεκτικά από τις 3 δομές του βρύου. Κανένα από τα νεαρά βρύα δεν άντεξε στα υψηλά επίπεδα υπεριώδους ακτινοβολίας ή σε ακραίες θερμοκρασίες. Τα κύτταρα γόνου είχαν υψηλότερο ποσοστό επιβίωσης, αλλά τα σπόρια επέδειξαν ~1.000 φορές μεγαλύτερη ανοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία. Τα σπόρια ήταν επίσης σε θέση να αντέξουν και να βλαστήσουν αφού εκτέθηκαν στους -196°C για πάνω από μία εβδομάδα, καθώς και στους 55°C για ένα μήνα.
Πιθανότατα, η δομή που περιβάλλει το σπόριο χρησιμεύει ως προστατευτικό φράγμα, απορροφώντας την υπεριώδη ακτινοβολία και καλύπτοντας το εσωτερικό σπόριο τόσο φυσικά όσο και χημικά για να αποτρέψει βλάβες από τις ακραίες συνθήκες. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι αυτή είναι πιθανώς μια εξελικτική προσαρμογή που επέτρεψε στα βρυόφυτα (την ομάδα φυτών στην οποία ανήκουν τα βρύα) να μεταβούν από υδρόβια σε χερσαία φυτά πριν από 500 εκατομμύρια χρόνια και να επιβιώσουν από αρκετά γεγονότα μαζικής εξαφάνισης από τότε.
Τον Μάρτιο του 2022, οι ερευνητές έστειλαν εκατοντάδες σπορόφυτα στον ISS και αυτά αφέθηκαν να εκτεθούν στις συνθήκες του διαστήματος για συνολικά 283 ημέρες. Στη συνέχεια, τα βρύα επέστρεψαν στη Γη τον Ιανουάριο του 2023 και μεταφέρθηκαν στο εργαστήριο για δοκιμές. Πάνω από το 80% των σπορίων επέζησαν και σχεδόν όλα μπόρεσαν να βλαστήσουν πίσω στο εργαστήριο. Η ομάδα εξέτασε επίσης τα επίπεδα χλωροφύλλης των σπορίων και βρήκε φυσιολογικά επίπεδα για όλους τους τύπους, με εξαίρεση μια μείωση 20% στη χλωροφύλλη α (μια ένωση που είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στις αλλαγές στο οπτικό φως, αλλά αυτή η αλλαγή δεν φάνηκε να επηρεάζει την υγεία των σπορίων).
Με αυτά τα δεδομένα, οι ερευνητές εκτιμούν βάσει μαθηματικών μοντέλων, ότι αυτά τα σπόρια θα μπορούσαν να επιβιώσουν ως και περίπου 15 χρόνια σε διαστημικές συνθήκες. Ωστόσο, τονίζουν ότι αυτός ο αριθμός είναι απλώς μια πρόχειρη εκτίμηση και ότι χρειάζεται ένα μεγαλύτερο σύνολο δεδομένων για να γίνουν πιο ρεαλιστικές προβλέψεις. «Τελικά, ελπίζουμε ότι αυτό το έργο ανοίγει ένα δρόμο προς την κατασκευή οικοσυστημάτων σε εξωγήινα περιβάλλοντα όπως η Σελήνη και ο Άρης», λέει ο T. Fujita, κύριος ερευνητής της συγκεκριμένης έρευνας. «Ελπίζω ότι η έρευνά μας για τα βρύα θα χρησιμεύσει ως σημείο εκκίνησης».
Δημοσιευμένη Έρευνα: https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(25)02088-7
Φωτογραφία: Η ιαπωνική εργαστηριακή μονάδα Kibo με την εκτεθειμένη (σε διαστημικές συνθήκες) εγκατάσταση, όπου τοποθετήθηκαν τα βρύα.
Περισσότερα για τη διαστημική εξερεύνηση, τη ζωή στο διάστημα, τις προκλήσεις αλλά και τις ευρύτερες εξελίξεις στην Επιστήμη και την Τεχνολογία τόσο στο άμεσο αλλά και στο βαθύ μέλλον, θα βρείτε στον συναρπαστικό τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα» (εκδόσεις «Οσελότος»), τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!
