Loài thực vật nhỏ bé này cứng cáp hơn nhiều so với vẻ ngoài của nó.
Các nhà nghiên cứu gần đây đã đưa bào tử rêu tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt của không gian trong chín tháng, và kết quả thật đáng ngạc nhiên, một nghiên cứu mới báo cáo.
"Hầu hết các sinh vật sống, bao gồm con người, không thể sống sót ngay cả trong thời gian ngắn trong chân không không gian," tác giả chính của nghiên cứu Tomomichi Fujita, thuộc Đại học Hokkaido ở Nhật Bản, cho biết trong một tuyên bố. "Tuy nhiên, các bào tử rêu vẫn giữ được sức sống sau chín tháng tiếp xúc trực tiếp. Điều này cung cấp bằng chứng nổi bật rằng sự sống đã tiến hóa trên Trái Đất sở hữu, ở cấp độ tế bào, các cơ chế nội tại để chịu đựng điều kiện không gian."
Rêu - Những Thực Vật Cổ Xưa Nhất Trái Đất
Rêu là một số loài thực vật lâu đời nhất trên Trái Đất. Chúng tiến hóa hơn 400 triệu năm trước và thiếu một số đặc điểm đặc trưng của thực vật "tiên tiến" hơn - ví dụ, chúng không có hệ thống mạch vận chuyển nước và chất dinh dưỡng khắp cơ thể. Nhưng nhiều loài rêu khá cứng cáp, phát triển mạnh trong các môi trường khắc nghiệt trên khắp thế giới từ lãnh nguyên Bắc Cực đến cát sa mạc Sahara.
Fujita và nhóm của ông muốn xem liệu khả năng phục hồi đó có mở rộng ra ngoài Trái Đất hay không. Vì vậy, họ đã đóng gói một số bào tử của một loài phổ biến được gọi là "rêu đất lan rộng" trên tàu vũ trụ chở hàng Cygnus thứ 17 của Northrop Grumman, được phóng lên Trạm Vũ Trụ Quốc Tế (ISS) vào tháng 3 năm 2022.
Thí Nghiệm Tiên Phong Trên Trái Đất
Các nhà khoa học đã chọn bào tử - hay chính xác hơn là sporophyte, cấu trúc sinh sản tạo ra bào tử - sau khi tiến hành một vài thí nghiệm ở đây trên Trái Đất. Những thí nghiệm đó bao gồm việc đưa sporophyte, cũng như rêu non và tế bào gốc rêu, tiếp xúc với điều kiện giống không gian trong phòng thí nghiệm - môi trường chân không, vi trọng lực, mức bức xạ tia cực tím (UV) cao và biến đổi nhiệt độ lớn.
Các nhà nghiên cứu xác định rằng bức xạ UV là yếu tố gây căng thẳng lớn nhất đối với rêu, và sporophyte xử lý nó - cũng như các khó khăn khác - tốt hơn nhiều so với rêu non và tế bào gốc rêu.
Chín Tháng Trong Không Gian
Vì vậy, họ đã gửi một số sporophyte lên ISS. Các phi hành gia gắn các mẫu vào bên ngoài trạm, nơi chúng ở lại trong 283 ngày trước khi trở về Trái Đất trên một khoang chở hàng Dragon vào tháng 1 năm 2023.
Fujita và các đồng nghiệp đã bất ngờ khi họ xem xét các bào tử đã bay trong không gian.
"Chúng tôi mong đợi gần như không có sự sống sót, nhưng kết quả ngược lại: Hầu hết các bào tử đã sống sót," ông nói. "Chúng tôi thực sự kinh ngạc trước độ bền phi thường của những tế bào thực vật nhỏ bé này."
Kết Quả Đáng Kinh Ngạc
Hơn 80% sporophyte vẫn còn sống, thực tế, và 89% những sinh vật sống sót đó có thể nảy mầm trở lại trong phòng thí nghiệm. Bay trong không gian gây ra sự giảm 20% chất diệp lục a, sắc tố chính tham gia vào quá trình quang hợp, nhưng các bào tử dường như vẫn khỏe mạnh bất chấp sự giảm đó, nhóm nghiên cứu phát hiện.
Thực tế, sporophyte có thể đã sống sót lâu hơn nhiều ở biên giới cuối cùng - khoảng 5.600 ngày, theo một mô hình toán học mà các nhà nghiên cứu đã phát triển.
Ý Nghĩa Cho Tương Lai
"Nghiên cứu này chứng minh khả năng phục hồi đáng kinh ngạc của sự sống có nguồn gốc trên Trái Đất," Fujita nói. (Chúng ta đã có những cái nhìn trước đó về khả năng phục hồi này, được thể hiện bởi nhiều sinh vật khác nhau, chẳng hạn như vi khuẩn và tardigrade.)
Nghiên cứu mới cũng có thể có ý nghĩa đối với các hành trình ra ngoài hành tinh quê hương của chúng ta, Fujita thêm.
"Cuối cùng, chúng tôi hy vọng công việc này mở ra một biên giới mới hướng tới việc xây dựng hệ sinh thái trong môi trường ngoài Trái Đất như mặt trăng và Sao Hỏa," ông nói. "Tôi hy vọng rằng nghiên cứu rêu của chúng tôi sẽ phục vụ như một điểm khởi đầu."
Khả năng sống sót đáng kinh ngạc của rêu trong môi trường không gian mở ra những khả năng thú vị cho việc thám hiểm không gian trong tương lai. Nếu những loài thực vật đơn giản này có thể chịu đựng được các điều kiện khắc nghiệt của không gian, chúng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các hệ sinh thái bền vững trên các thế giới khác.
Nghiên cứu này không chỉ mở rộng hiểu biết của chúng ta về khả năng thích ứng của sự sống mà còn đặt nền móng cho những bước tiến quan trọng trong việc biến giấc mơ về nông nghiệp ngoài hành tinh thành hiện thực.
