5 دقیقه
محققان کپسول‌های حامل اسپور از یک خزهٔ رایج آزمایشگاهی را در معرض خلأ و تابش مدار نزدیک زمین قرار دادند — و دریافتند که اکثر اسپورها پس از نه ماه چسبیده به بدنهٔ بیرونی ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) زنده ماندند. این نتیجه فصل شگفت‌انگیزی به دانسته‌های ما دربارهٔ مقاومت گیاهی اضافه میکند و پرسش‌هایی دربارهٔ استفاده از گونههای مقاوم برای زیستگاه‌های فراتر از زمین مطرح می‌سازد.
چرا دانشمندان خزه را در مدار آزمایش کردند
Physcomitrium patens که اغلب با نام «خزهٔ گسترده» شناخته می‌شود، به‌عنوان یک الگوی گیاهی محبوب برای پژوهشگران مطرح است؛ زیرا ژنوم آن توالی‌یابی شده و ساختار نسبتاً ساده‌ای دارد. مانند تاردیگرادها در میان حیوانات، برخی بریوفیت‌ها (خزه‌ها، جگرک‌ها و هورن‌وُرت‌ها) مقاومت چشمگیری در برابر شرایط شدید نشان می‌دهند: آن‌ها تحمل خشک‌شدن، تابش فرابنفش و نوسانات دمایی را دارند که بسیاری از گیاهان بالاتر را از بین می‌برد.
آزمایش‌های قبلی در آزمایشگاه روی زمین نشان داده بود که ساختارهای حامل اسپور گیاه — اسپوروفیت‌ها — سخت‌ترین بخش خزه هستند و بهتر از برگ یا ساقه میتوانند در برابر تابش شدید فرابنفش، گرما و سرما مقاومت کنند. برای آزمودن آن استقامت در شرایط واقعی فضا، تیمی از دانشگاه هوکایدو کپسول‌های اسپور را برای مدت نه ماه به بیرون ایستگاه فضایی فرستاد.
نتایجی که مأموریت به‌دست آورد
پس از بازگشت به زمین، بیش از ۸۰٪ از اسپورها هنوز قادر به جوانهزنی بودند. تیم پژوهشی تنها حدود ۲۰٪ کاهش در سطوح کلروفیل a گزارش داد؛ سایر اشکال کلروفیل در سطوح عادی باقی ماندند و این تغییر ظاهراً تأثیری بر سلامت یا توانایی جوانهزنی اسپورها نداشت.
«ما انتظار داشتیم تقریباً هیچ‌کدام زنده نمانند، اما نتیجه عکس بود: بیشتر اسپورها بقا یافتند»، تومومیشی فوجیتا، زیست‌شناس دانشگاه هوکایدو و رهبر این مطالعه، گفت. «ما واقعاً از دوام فوق‌العادهٔ این سلول‌های کوچک گیاهی شگفت‌زده شدیم.»
بسیاری از اسپورها پس از سفرهای شدید خود با موفقیت جوانه زدند
چرا این موضوع برای اخترزیست‌شناسی و ترافرمینگ اهمیت دارد
این یافتهها دو پیامد گسترده‌تر دارند. نخست، آن‌ها شواهد مستقیمی ارائه می‌کنند مبنی بر اینکه برخی از اشکال حیات زمینی مکانیزمهای سلولی ذاتی‌ای دارند که میتواند شرایط فضایی مانند خلأ، تابش کیهانی و چرخه‌های دمایی شدید را تحمل کند. دوم، پایداری اسپورهای خزه چشم‌انداز بلندمدتی برای راهبردهای زیستی در ساخت اکوسیستم‌های خارج از زمین فراهم می‌آورد.
خزه‌ها از جمله نخستین گیاهانی بودند که حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش خشکی را مستعمره کردند و با خرد کردن سنگ و گردش مواد مغذی به تشکیل خاک کمک کردند. این میراث اکولوژیک، آن‌ها را به نامزدهای جالبی برای مراحل اولیهٔ بهرهبرداری از منابع محلی (in-situ resource use) و استقرار زیستگاه روی ماه یا مریخ تبدیل میکند. هرچند هیچ‌کس قصد کاشت جنگل‌های کامل روی مریخ را برای فردا ندارد، موجودات مقاومی که بتوانند رگرولیت را آماده کنند، رطوبت را به دام اندازند یا گرد و غبار را تثبیت کنند، میتوانند در طراحی‌های آیندهٔ سامانههای پشتیبانی زیستی بازتولیدپذیر (bioregenerative life-support) ابزارهای مفیدی باشند.
جزئیات مأموریت و زمینهٔ علمی
در این آزمایش، کپسول‌های سالم اسپوروفیت به‌طور مستقیم به شرایط فضای بیرونی برای نه ماه در معرض قرار گرفتند. پس از بازیابی نمونه‌ها، پژوهشگران نرخ‌های جوانهزنی، سطوح پیگمانت‌ها و آسیب‌های قابل‌رویت را بررسی کردند. نرخ بالای بقا از این ایده حمایت میکند که برخی مراحل توسعهٔ زیستی — به‌ویژه اسپورها و بذرهای خفته — میتوانند به‌مراتب مقاوم‌تر در برابر تابش و خشکی نسبت به بافت‌های فعال باشند.
این کار که در نشریهٔ iScience منتشر شد، ادعای کاربرد فوری برای پروازهای فضایی سرنشین‌دار ندارد، اما درهای مطالعات بعدی را باز میکند: مولکول‌های حفاظتی در اسپورها چگونه از آسیب DNA جلوگیری می‌کنند؟ آیا گونههای مهندسیشده یا منتخب میتوانند عملکرد را در رگرولیت شبیه‌سازی‌شدهٔ مریخی ارتقا دهند؟ و پیش از معرفی عمدی حیات زمینی به سیارهای دیگر، چه الزامات لجستیکی و تدابیر حفاظت سیارهای باید رعایت شود؟
همان‌طور که فوجیتا اشاره کرد، نتایج به افق جدیدی از آزمایش‌ها اشاره دارند که هدفشان ساخت اکوسیستم‌های پایدار در محیطهای فرازمینی است. این مطالعهٔ خزه، گامی کوچک اما معنادار در جهت فهم این است که کدام موجودات ممکن است نخستین گام‌ها را خارج از زمین بردارند.
منبع: sciencealert
ارسال نظر