به گزارش «ساینس دیلی» (ScienceDaily)، طبق مطالعه‌ای که در مجله «آی‌ساینس» (iScience) منتشر شد، بیش از ۸۰ درصد این هاگ‌ها ۹ ماه قرارگیری در بیرون «ایستگاه فضایی بین‌المللی» (ISS) را تاب آوردند و هنگام بازگشت به زمین همچنان توانایی تولیدمثل داشتند. این اتفاق نخستین شاهدی است که نشان می‌دهد یک گیاه اولیه خشکی‌زی قادر است مواجهه طولانی‌مدت با شرایط فضایی را تحمل کند.
«تامومیچی فوجیتا» نویسنده اصلی این پژوهش از دانشگاه هوکایدو می‌گوید: «بیشتر موجودات زنده از جمله انسان، حتی برای مدت کوتاهی نمی‌توانند خلأ فضا را تحمل کنند؛ اما هاگ‌های خزه پس از ۹ ماه قرارگیری مستقیم همچنان توان زیستی خود را حفظ کردند. این نشان می‌دهد که حیات تکامل یافته روی زمین در سطح سلولی، سازوکارهای درونی برای مقابله با شرایط فضا را دارد».
آیا خزه می‌تواند فراتر از زمین زنده بماند؟
فوجیتا زمانی که مشغول مطالعه فرگشت گیاهان بود، تحت تاثیر توانایی خزه‌ها برای استقرار در سخت‌ترین زیست‌بوم‌های زمین قرار گرفت. او می‌گوید: «با خود فکر کردم آیا این گیاه کوچک اما فوق‌العاده مقاوم می‌تواند در فضا نیز زنده بماند؟».
برای پاسخ، تیم او «فیسکومیتریوم پاتن» (Physcomitrium patens) را در معرض محیط شبیه‌سازی‌شده فضا (شامل تابش شدید UV، دماهای بسیار بالا و بسیار پایین، و شرایط خلأمانند) قرار داد.
آزمودن ساختارهای مختلف خزه در برابر تنش‌های فشار شدید
پژوهشگران سه ساختار متفاوت خزه را مقایسه کردند: پروتونما (مرحله نخستین و جوان خزه)، سلول‌های مولد مقاوم، اسپوروفیت‌ها (اندام‌های تولیدکننده هاگ). هدف آنها تعیین این بود که کدام ساختار بیشترین شانس بقا را در فضا دارد.
فوجیتا توضیح می‌دهد: «انتظار داشتیم ترکیب تنش‌های فضایی؛ مانند خلأ، پرتوهای کیهانی، نوسانات شدید دما و ریزگرانش، آسیب به مراتب بیشتری وارد کند تا هر یک از این عوامل به تنهایی».
یافته‌ها نشان داد که تابش فرابنفش (UV) بزرگترین تهدید است و اسپوروفیت‌ها با اختلاف زیادی مقاوم‌ترین ساختارند .پروتونما در برابر تابش فرابنفش قوی یا دماهای بسیار شدید دوام نیاورد .سلول‌های مولد مقاوم‌تر بودند؛ اما کافی نبود.
در مقابل، هاگ‌هایی که در ساختار محافظ اسپوروفیت قرار داشتند حدود هزار برابر تحمل بیشتری در برابر پرتو فرابنفش نشان دادند و حتی پس از بیش از یک هفته قرار گرفتن در دمای منفی ۱۹۶ درجه سانتی‌گراد یا یک ماه قرار داشتن در دمای ۵۵ درجه، همچنان توانایی جوانه‌زنی خود را حفظ کردند.
چرا هاگ‌های محصور در ساختار محافظ اسپوروفیت این‌قدر مقاوم‌اند؟
تیم پژوهشی نتیجه گرفت که ساختار اطراف هاگ‌ها احتمالا نور مضر فرابنفش را جذب کرده و محافظت فیزیکی و شیمیایی فراهم می‌کند. این ویژگی ممکن است به خزه‌تباران باستانی کمک کرده باشد که ۵۰۰ میلیون سال پیش از آب به خشکی مهاجرت کنند و چندین انقراض بزرگ را پشت سر بگذارند. برای آزمودن این فرضیه در فضا، آنها اسپوروفیت‌ها را به مدار فرستادند
ارسال خزه‌ها به ایستگاه فضایی بین المللی برای آزمون واقعی
در مارس ۲۰۲۲، صدها اسپوروفیت با فضاپیمای (Cygnus NG-17) به ایستگاه فضایی بین المللی ارسال شد. پس از رسیدن، فضانوردان آنها را روی بخش بیرونی ایستگاه نصب کردند تا به مدت ۲۸۳ روز در معرض محیط واقعی فضا قرار گیرند.
سپس نمونه‌ها در ژانویه ۲۰۲۳ با موشک «CRS-16» شرکت «اسپیس‌ایکس» (SpaceX) به زمین بازگشتند و برای تحلیل به آزمایشگاه منتقل شدند.
فوجیتا می‌گوید: «انتظارمان تقریبا صفر درصد بقا بود؛ اما نتیجه برعکس بود: بیشتر هاگ‌ها زنده ماندند. از دوام خارق‌العاده این سلول‌های گیاهی کوچک واقعا شگفت‌زده شدیم».
بقا و سلامت بالای نمونه‌ها پس از بازگشت
بیش از ۸۰ درصد هاگ‌ها کل سفر را تاب آوردند و به جز ۱۱ درصد، بقیه هاگ‌ها توانستند در آزمایشگاه جوانه بزنند.
سنجش کلروفیل نشان داد که تقریبا همه رنگدانه‌ها در حد طبیعی‌اند، جز ۲۰ درصد کاهش در کلروفیل a که حساس به نور است. با وجود این کاهش، هاگ‌ها سالم بودند.
این تیم همچنین از داده‌های خود برای ساخت یک مدل ریاضی استفاده کرد که تخمین می‌زند هاگ‌ها در شرایط مشابه چه مدت ممکن است دوام بیاورند. محاسبه آنها نشان داد که طول عمر بالقوه هاگ‌ها تا ۵۶۰۰ روز یا حدود ۱۵ سال است؛ اگرچه آنها تأکید کردند که برای نتیجه‌گیری قطعی به داده‌های بیشتری نیاز است.
پیامدها برای رشد حیات فراتر از زمین
پژوهشگران امیدوارند این یافته‌ها به مطالعاتی درباره توان خاک‌های فرازمینی برای حمایت از حیات گیاهی کمک کند و زمینه را برای استفاده از خزه‌ها در توسعه سامانه‌های کشاورزی فرازمینی فراهم سازد.
فوجیتا می‌گوید: «در نهایت امید داریم این پژوهش مسیر ساخت اکوسیستم‌ها در محیط‌هایی مانند ماه و مریخ را هموار کند. امیدوارم تحقیقات ما درباره خزه نقطه آغاز این مسیر باشد».
انتهای پیام/