В 2005 году учёные сообщили о любопытном открытии: мох способен расти внутри космических кораблей. Маленькие растения, отправленные на борту шаттлов НАСА, сформировали необычные, размытые спирали — по всей видимости, так они реагировали на микрогравитацию.
На первый взгляд эксперимент может показаться экзотичным, но на самом деле он затрагивает важный вопрос: смогут ли земные растения, привыкшие к гравитации, атмосфере и естественной защите от радиации, существовать за пределами родной планеты? Пока исследователи пытаются понять, чем будут питаться будущие колонисты других миров, учёные продолжают отправлять семена и споры на Международную космическую станцию (МКС), чтобы увидеть, как растения ведут себя в условиях орбиты.
Недавно группа японских исследователей, чья статья вышла 20 ноября в журнале iScience, сделала важный шаг вперёд. Они показали, что более 80% спор стелющегося земляного мха, проведших девять месяцев на внешней поверхности МКС, успешно проросли после возвращения на Землю. Это впечатляющий результат: он подтверждает, что споры — чрезвычайно выносливающая стадия жизненного цикла мха — способны выдерживать суровые условия космоса.
Стелющийся земляной мох давно стал «лабораторной моделью»: он неприхотлив, быстро растёт и хорошо изучен. Томомити Фудзита, профессор Хоккайдского университета и один из авторов работы, объясняет, что исследователей интересовало, как споры справятся с длительным воздействием экстремальных факторов космоса и можно ли в будущем выращивать подобные мхи на других планетах. На Земле мхи традиционно считают пионерами растительной жизни: именно они, по современным представлениям, были среди первых, кто вышел из океана на сушу сотни миллионов лет назад.
Перед космическим экспериментом учёные тщательно проверили выносливость спор в земных условиях. Они подвергали образцы экстремальным температурам, ультрафиолету и низкому давлению, фиксируя процент прорастания. Испытания показывали: каждая из этих нагрузок заметно снижает жизнеспособность спор. Поэтому было далеко не очевидно, что после девятимесячной экспозиции на МКС хоть что-то выживет. Однако итог поразил: «более 80% спор сохранили жизнеспособность. Это оказалось неожиданным даже для нас», — признаётся Фудзита.
Учёный надеется, что результаты будут полезны для будущих исследований по выращиванию земных растений на Марсе или Луне.
Однако, как отмечает Агата Зупанска, научный сотрудник Института SETI, эксперимент не учитывал один из самых опасных факторов — космическое ионизирующее излучение. На низкой околоземной орбите МКС остаётся под защитой магнитного поля Земли, которое отклоняет большую часть высокоэнергетических частиц. Но в глубоком космосе такой защиты нет. Существует реальный риск, что семена сельскохозяйственных растений, отправленные к другой планете, могут получить столь сильные повреждения ДНК, что окажутся нежизнеспособными.
Чтобы лучше понять влияние радиации, Зупанска изучает морозостойкие антарктические мхи, облучая их в ускорителе частиц. «Это самые устойчивые к радиации растения, — говорит она. — Поэтому я и работаю с мхами». При этом исследовательница добавляет со смехом: «И вообще, мох — милый. В нём удивительная харизма для такого маленького зелёного существа». Её команда уже отправила облучённые образцы на МКС, чтобы выяснить, как микрогравитация влияет на восстановление после радиационных повреждений. Результаты ещё предстоит опубликовать.
Если мхи — их споры или взрослые растения — действительно способны выдерживать тяготы космических путешествий, их стратегии устойчивости могут вдохновить разработку методов защиты и для других культур. Более того, сами мхи могут помочь в преобразовании новых миров. Считается, что именно мхи более 400 миллионов лет назад способствовали насыщению атмосферы Земли кислородом. «Мхи — растения-первопроходцы, — подчёркивает Зупанска. — Даже если лес уничтожен пожаром, первыми, кто прорастёт и начнёт восстанавливать экосистему, будут именно они».
Возможно, однажды на красных марсианских равнинах действительно появятся мягкие зелёные подушки мха — первые растения, осваивающие чужой мир и постепенно изменяющие его.