Mech pustynny Syntrichia caninervis jest obiecującym kandydatem do kolonizacji Marsa dzięki swojej wyjątkowej zdolności do tolerowania trudnych warunków, które są śmiertelne dla większości form życia. Mech jest dobrze znany ze swojej zdolności do tolerowania warunków suszy, ale 30 czerwca badacze w czasopiśmie The Innovation donoszą, że może on również przetrwać ujemne temperatury do -196°C, wysoki poziom promieniowania gamma i symulowane warunki marsjańskie z udziałem tych mechów. trzy czynniki stresogenne łącznie. We wszystkich przypadkach wydawało się, że wcześniejsze odwodnienie pomogło roślinom poradzić sobie.
„Nasze badanie pokazuje, że odporność środowiskowa S. caninervis jest lepsza od odporności niektórych wysoce odpornych na stres mikroorganizmów i tardigradów” — piszą badacze, wśród których są ekolodzy Daoyuan Zhang i Yuanming Zhang oraz botanik Tingyun Kuang z Chińskiej Akademii Nauk. „S. caninervis jest obiecującą kandydatką na roślinę pionierską do kolonizacji środowisk pozaziemskich, kładącą podwaliny pod budowę biologicznie zrównoważonych siedlisk ludzkich poza Ziemią”.
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 pospolity gatunek mchu, szeroko rozpowszechniony na całym świecie. Rośnie w wyjątkowo ekstremalnych środowiskach pustynnych, w tym w Tybecie, Antarktydzie i regionach okołobiegunowych, jako część biologicznej skorupy gleby – 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, odrodziły się wolniej niż rośliny wysuszone, a następnie zamrożone .
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 wskazują, że S. caninervis należy do najbardziej odpornych na promieniowanie znanych organizmów” – piszą naukowcy.
Na koniec naukowcy przetestowali zdolność mchu do przetrwania warunków podobnych do marsjańskich, korzystając z Planetary Atmospheres Facility 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% wskaźnik regeneracji w ciągu 30 dni po poddaniu ich warunkom marsjańskim przez 1, 2, 3 i 7 dni. Nawodnione rośliny, które poddano działaniu symulatora tylko przez jeden dzień, również przeżyły, chociaż regenerowały się wolniej niż ich wysuszone odpowiedniki.
„Chociaż do stworzenia samowystarczalnych siedlisk na innych planetach wciąż pozostaje wiele do zrobienia, wykazaliśmy ogromny potencjał S. caninervis jako pionierskiej rośliny rosnącej 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 roślin i wzrostu w przestrzeni kosmicznej”.
Badania te były wspierane przez Chińską Akademię Nauk, program wiodących talentów w innowacjach technologicznych oraz program trzeciej ekspedycji naukowej do Xinjiangu.