خاک‌نبات در فضا: اسپورها پس از نه ماه اقامت در بیرون ایستگاه فضایی بین‌المللی زنده ماندند
دانشمندان می‌گویند مقاومت این گیاه نشان می‌دهد می‌تواند در تولید اکسیژن یا شکل‌گیری خاک در مأموریت‌های فضایی مؤثر باشد.
مت دامون برای بقا در فیلم «مارتیان» سیب‌زمینی کشت کرد، اما پژوهشگران می‌گویند که در آینده ممکن است خاک‌نبات‌ها به تبدیل گرد و غبار و سنگ‌های سایر سیارات به خاک حاصل‌خیز کمک کنند.
Physcomitrella patens، که به نام خاک‌نبات گسترش‌دهنده نیز شناخته می‌شود، پیش از این به‌عنوان گونه‌ای پیشرو شناخته شده است — هرچند به دلیل اینکه گیاهی زودرس در مناطق گل‌آلود و بی‌حاصل است. پژوهشگران اکنون دریافته‌اند که اسپورهای این خاک‌نبات می‌توانند حداقل نه ماه در بیرون ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) چسبیده بمانند و پس از بازگشت به زمین نیز قادر به تولید مثل باشند.
اگرچه این گیاه خوراکی نیست، پژوهشگران می‌گویند این یافته‌ها می‌تواند برای اکتشافات فضایی مهم باشد.
دکتر تومومیتی فوجیتا، نویسنده اصلی این مطالعه از دانشگاه هوکایدو در ژاپن، گفت: «اگرچه خاک‌نبات در منوی خوراکی‌ها نیست، اما مقاومت آن نکاتی برای توسعه سامانه‌های پشتیبانی حیات پایدار در فضا فراهم می‌آورد. خاک‌نبات‌ها می‌توانند در تولید اکسیژن، کنترل رطوبت یا حتی شکل‌گیری خاک مفید باشند.»
این اولین باری نیست که پژوهشگران به توانایی‌های شگفت‌انگیز بقا در خاک‌نبات‌ها اشاره کرده‌اند یا چنین گونه‌ای را به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) ارسال کرده‌اند. در واقع، این گیاهان می‌توانند در برابر مجموعه‌ای از شرایط شدید روی زمین مقاومت کنند، در حالی که دانشمندان دریافتند گونه‌ی خاک‌نبات صحرایی Syntrichia caninervis می‌تواند در آزمایش‌های زمینی شرایط شبیه‌سازی‌شده مریخ را تحمل کند.
در مقاله‌ای منتشر شده در ژورنال iScience، فوجیتا و همکارانش گزارش کردند که چگونه سه ساختار مختلف خاک‌نبات را در یک محیط شبیه‌سازی‌شده فضایی روی زمین آزمایش کردند. آنها دریافتند که اسپورهای خاک‌نبات که در ساختاری به نام اسپوران (sporangium) محصور شده‌اند، بیشترین مقاومت را نشان دادند و پس از قرارگیری در معرض سطوح تابش UVC بیش از ۱۰۰٬۰۰۰ ژول بر متر مربع، قادر به جوانه‌زدن بودند.
آزمایش‌های بیشتر نشان دادند که این اسپورهای محصور نه تنها در برابر شرایط خلأ، یخبندان عمیق، دماهای بالا و تابش در خلأ نیز مقاوم بودند.
پژوهشگران سپس اسپورهای محصور را به‌وسیله فضاپیمای Cygnus NG‑17 به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) ارسال کردند. این اسپورها در نگهدارنده‌های نمونه با تنظیمات فیلترهای متفاوت به بیرون ایستگاه متصل شدند و به مدت نه ماه در آنجا باقی ماندند.
پس از بازگرداندن نمونه‌ها به زمین، پژوهشگران دریافتند که همه آنها نرخ بالایی از جوانه‌زدن را نشان دادند؛ حتی اسپورهایی که به طور کامل در فضا در معرض تابش UV قرار گرفته بودند، نرخ جوانه‌زدن ۸۶٪ داشتند، در مقایسه با اسپورهای باقی‌مانده در زمین که نرخ ۹۷٪ داشتند. با این حال، نوعی کلروفیل در نمونه‌های تحت تابش فضایی علائم تخریب را نشان داد.
«اگر چنین اسپورهایی بتوانند در طول سفر بین‌سیاره‌ای در معرض طولانی‌مدت مقاومت کنند و سپس پس از آبرسانی و گرم‌کردن موفق به احیای خود شوند، می‌توانند روزی در ایجاد اکوسیستم‌های پایه‌ای فراتر از زمین نقش ایفا کنند»، فوجیتا گفت.
او اشاره کرد که این مطالعه تنها بر بقا در معرض فضایی متمرکز بوده است. «آیا خاک‌نبات می‌تواند در شرایط مختلف فضایی – شامل سطوح گرانش متفاوت، ترکیب‌های جوی و سطوح تابش متفاوت – جوانه بزند و رشد کند، هنوز یک سؤال باز است»، فوجیتا افزود.
دکتر آگاتا زوپانسکا از مؤسسه Seti، که در این کار مشارکت نداشته، مطالعه را خوش‌آمد گفت اما افزود که پیش از این شناخته شده بود که فرم‌های زیستی خفته و خشک‌شده مانند اسپورها یا بذرها در برابر شرایط محیطی شدید، مقاومت به‌مراتب بیشتری نسبت به سلول‌ها یا بافت‌های مرطوب نشان می‌دهند. او گفت که آزمایش‌های مشابهی بر روی بذرها، از جمله بذرهای محصولات فضایی، پیش از این در خارج از ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام شده است.
زوپانسکا همچنین تأکید کرد که محیط خارجی ایستگاه فضایی بین‌المللی، اگرچه دشوار است، به‌طور کامل پیچیدگی‌های شرایط واقعی فضاهای عمیق، از جمله ماه یا مریخ، را بازنمایی نمی‌کند.
«ارزش گیاهان فضایی تنها زمانی تحقق می‌یابد که بتوانند به‌صورت فعال در دور از زمین رشد و شکوفا شوند»، او گفت. «اگرچه مقاومت اسپورها مهم است، این تنها گامی ابتدایی در مسیر اهداف گسترده‌تر برای کاشت گیاهان در محیط‌های خارج از زمین است.»