На первый взгляд Syntrichia caninervis (пустынный мох) выглядит как комок пыли или низкорослый серый кустарник. Однако этот неприхотливый мох известен своей способностью выживать в суровых условиях, непригодных для большинства растений, таких как засушливые районы Антарктиды и пустыня Мохаве. Вдохновленные высокой выносливостью растения, китайские исследователи подвергли S.caninervis серии тестов и обнаружили, что он может выдерживать экстремальный холод, засуху и высокий уровень радиации — условия, которые растение должно выдержать, чтобы вырасти на Марсе.
Новое исследование, опубликованное на этой неделе в научном издании The Innovation, авторства специалистов из Китайской академии наук (КАН), характеризует S.caninervis как "многообещающего кандидата на роль первопроходца в освоении внеземных территорий". Мох относят к категории экстремофилов — термин, часто применяемый к тихоходкам, известным своей феноменальной живучестью. В отличие от большинства своих сородичей, нуждающихся в тени и обильном увлажнении, S.caninervis развивался иным путем. Эволюция наделила его способностью выдерживать потерю до 98% влаги, осуществлять фотосинтез под снежным покровом и адаптироваться к колоссальным перепадам температур, что ставит его в один ряд с "наиболее стрессоустойчивыми растениями на планете".
Важно отметить, что последнее десятилетие научное сообщество активно разрабатывало новые методики космического растениеводства. От экспериментов по проращиванию семян в лунном грунте до создания имитаций марсианских теплиц — все ключевые игроки, включая НАСА, Европейское космическое агентство, академические институты и даже Илона Маска, стремятся воплотить идею внеземного агропроизводства в реальность. Нельзя недооценивать сложность этой задачи: хотя нам известно, что условия на Марсе и Луне кардинально отличаются от земных, поиск или создание подходящей флоры представляет собой отдельную научную проблему.
Инфографика, описывающая процесс тестирования пустынного мха в морозильной камере, хранилище с азотом и испытания гамма-излучением. Источник: The Innovation
А что если подойти к вопросу с другой стороны и попытаться адаптировать уже существующее растение к марсианским условиям? Оценив исключительную выносливость S. caninervis, специалисты КАН по экологии засушливых регионов решили провести ряд экспериментов для определения пределов его стойкости. Они подготовили образцы мха, часть из которых оставили в естественном увлажненном состоянии, а другую часть намеренно обезводили. Затем образцы подвергли различным испытаниям: хранение при -80°C в течение 3-5 лет, погружение в жидкий азот при -196°C на 15-30 суток, облучение гамма-лучами в дозах от 500 до 16 000 грей. После этого мох поместили в среду, имитирующую марсианские условия по давлению, составу атмосферы и уровню ультрафиолетового излучения.
Результаты оказались впечатляющими: образцы из всех экспериментальных групп смогли регенерировать, образовав новые побеги. При этом обезвоженные экземпляры показали более высокую жизнестойкость по сравнению с изначально увлажненными. S.caninervis продемонстрировал способность к восстановлению после воздействия экстремально низких температур и уровней радиации, сопоставимых с марсианскими. Интересно, что дополнительный двухлетний эксперимент при низких температурах не оказал существенного влияния на регенеративные способности мха.
Для справки, S.caninervis, как и большинство мхов, не представляет пищевой ценности и не может рассматриваться как потенциальный компонент марсианского рациона. Однако ученые КАН полагают, что дальнейшее изучение этого вида может стать ключом к генетической модификации съедобных растений, способных выдержать суровые условия Красной планеты. Более того, мох рассматривается как перспективный инструмент для производства кислорода, связывания углерода и улучшения структуры почвы на других планетах — три критически важных аспекта для долгосрочной колонизации Марса.
"Несмотря на то, что до создания независимых внепланетных экосистем еще далеко, наше исследование наглядно демонстрирует огромный потенциал S.caninervis как модельного организма для пионерного освоения Марса", — считают авторы исследования. "Мы надеемся, что в будущем этот многообещающий мох будет доставлен на Марс или Луну для проведения практических испытаний по колонизации и росту растений в космической среде".
