這種小植物在太空真空中倖存下來並且仍在生長
眾所周知，藻類能夠在挑戰大多數生命形式的地方生存，包括喜馬拉雅山的山峰、死亡谷的灼熱沙漠、南極平原和活火山的寒冷表面。它們卓越的耐用性促使研究人員在更惡劣的環境（外太空）中測試苔蘚孢子體（攜帶孢子的繁殖結構）。根據該雜誌發表的一項研究 科學 11 月 20 日，超過 80% 的細菌在國際空間站 (ISS) 外存活了 9 個月，返回地球後仍能繁殖。這是早期陸地植物能夠在長期暴露於太空條件下存活下來的第一個證據。
“大多數生物體，包括人類，都無法在太空真空中短暫生存，”北海道大學的主要作者 Tomomichi Fujita 說。 “然而，藻類孢子在直接暴露九個月後仍然保持活力。這提供了驚人的證據，表明地球上進化的生命在細胞水平上擁有承受太空條件的內在機制。”
質疑駝鹿能否在地球之外生存
藤田在研究植物進化的同時，開始探索“外來藻類”的可能性。藻類在地球上最惡劣的環境中定居的能力給他留下了深刻的印象。 “我開始想：這個雖小但功能異常強大的空間站能否在太空中生存？”
為了調查此事，藤田團隊透露 打開粘膜也稱為陸地藻類繁殖，進入模擬的太空環境，其特徵是強烈的紫外線輻射、極高和極低的溫度以及類似真空的條件。
測試苔蘚結構 在下面 極度壓力
研究人員比較了三種形式的藻類：原生生物（微小藻類）、巢細胞（應激誘導的干細胞）和孢子體（被包裹的孢子）。他們的目的是確定最有太空持久潛力的結構。
藤田說：“我們預計，太空的綜合壓力，包括真空、宇宙輻射、極端溫度波動和微重力，會比任何單一壓力造成更大的損害。”
他們的實驗表明，紫外線輻射構成了最大的威脅，孢子體的表現明顯優於其他結構。這些微小的藻類無法在強烈的紫外線或極端溫度下生存。寄養細胞表現更好，但仍然不夠。相比之下，封裝的孢子對紫外線輻射的耐受性提高了 1,000 倍，即使在 -196°C 一周以上或 55°C 整整一個月後仍能發芽。
為什麼封裝的孢子能夠承受惡劣的條件？
研究小組得出的結論是，每個孢子周圍的結構可能會吸收有害的紫外線並提供物理和化學保護。他們認為，這種保護特性可能有助於古代苔蘚植物（包括藻類的植物群）在大約 5 億年前從水中遷移到陸地，並在反复的大規模滅絕中倖存下來。
為了確定這種適應在現實空間中是否成立，研究人員將孢子體送入軌道。
莫斯發射到國際空間站進行現實生活中的實驗
2022 年 3 月，數百株孢子植物搭乘天鵝座 NG-17 航天器前往國際空間站。抵達後，宇航員將樣本安裝在空間站外部，將它們暴露在太空中 283 天。這些樣本隨後於 2023 年 1 月搭乘 SpaceX CRS-16 返回地球，並返回實驗室進行分析。
藤田說：“我們預計幾乎為零，但結果恰恰相反：大多數細菌都存活了下來。” “我們對這些微小植物細胞的卓越耐用性感到非常驚訝。”
堅強生存並健康返回地球
超過 80% 的孢子在整個旅程中存活下來，除了 11% 之外，所有存活下來的孢子都在實驗室中成功發芽。葉綠素測量顯示幾乎所有色素的水平均正常，但葉綠素 a（一種光敏化合物）減少了 20%。儘管有所減少，微生物群仍然完好無損。
“這項研究證明了起源於地球的生命具有驚人的恢復力，”藤田說。
該團隊還利用他們的數據建立了一個數學模型，以估計細菌在類似條件下可能存在的時間。他們的計算表明，存活期可能長達 5,600 天，即約 15 年，不過他們強調需要更多數據才能得出確切的結論。
對外星生命增長的影響
研究人員希望這些發現將支持未來關於外星土壤如何維持植物生命的研究，並鼓勵利用藻類開發地外環境的農業系統。
藤田說：“最終，我們希望這項工作將為在月球和火星等地外環境中構建生態系統開闢一條新戰線。” “我希望我們對藻類的研究能夠作為一個起點。”
這項工作得到了北海道大學 DX 資助、JSPS KAKENHI 和國立自然科學研究所天體生物學中心的支持。
