Japonya’daki Hokkaido Üniversitesinin çalışmasında, yosun sporları, Uluslararası Uzay İstasyonu’nun (UUİ) dışında uzun süre kaldıktan sonra bile Dünya’ya döndüğünde çimlenme yeteneğini korudu. Sporların doğal koruyucu katmanının korumada kilit rol oynadığı tahmin ediliyor.
Yosunlar, dünyanın en zorlu koşullarında, zirve noktalarda, çöllerde, tundralarda, hatta aktif volkanların soğuyan yüzeylerinde hayatta kalma yetenekleriyle biliniyor. Yeni çalışmanın yazarları, sporları taşıyan üreme yapıları “sporofitleri” çok daha sert bir ortamda, uzay boşluğunda test etti.
Önce simülasyonda sonra gerçek uzayda test edildi
Deneylerde, Physcomitrium patens adlı bir toprak yosunu türü kullanıldı. Üç farklı yosun formu karşılaştırıldı; protonemata (genç yosun), brood hücreleri (stres kaynaklı kök hücreler) ve sporofitler (kapsüllenmiş sporlar). Hangi yapının uzay koşullarına dayanma olasılığının daha yüksek olduğu belirlenmeye çalışıldı.
Makaleye göre, sporların yüzde 80’inden fazlası, Uluslararası Uzay İstasyonu’nun dışında 9 ay yaşama başarısı gösterdi ve Dünya’ya üreme yeteneğini kaybetmeden döndü. Bu bulgular, bir kara bitkisinin uzay koşullarına uzun süre maruz kalarak hayatta kalabildiğine dair ilk kanıt olarak ileri sürüldü.
Uzay ortamının simülasyonundaki deneylerde, UV radyasyonunun en büyük tehdit olduğu ve sporofitlerin diğer yapılardan daha iyi performans sergilediği ortaya kondu. Genç yosunlar, güçlü UV ışınlarına veya aşırı sıcaklıklara dayanamadı. Brood hücreleri daha iyi sonuç verdi ancak yine de yeterli değildi. Sporofitler ise bin kat daha fazla UV toleransı göstererek, bir haftadan fazla -196°C’ye, bir ay boyunca 55°C’ye maruz kaldıktan sonra bile çimlenme yeteneğini korudu.
Japon araştırmacılar, her sporun etrafını saran yapının zararlı UV ışığını emdiğine ve fiziksel ve kimyasal koruma sağladığı sonucuna vardı. Koruyucu özelliğin, yaklaşık 500 milyon yıl önce yosunları da içeren karayosunu grubu bitkilerin sudan karaya geçişinde ve kitlesel yok oluşlardan sağ çıkmalarında yardımcı olmuş olabileceğini öne sürdüler.
Araştırmacılar, yosunları gerçek uzay ortamında da denedi. Mart 2022’de, yüzlerce sporofit, Cygnus NG-17 uzay aracıyla UUİ’ye taşındı. İstasyona vardıktan sonra, astronotlar numuneleri istasyonun dışına yerleştirerek 283 gün (9 ay) boyunca uzay koşullarına maruz bıraktı. Numuneler, Ocak 2023’te SpaceX CRS-16 göreviyle Dünya’ya geri getirildi ve analiz edilmek üzere laboratuvara alındı.
Makalenin baş yazarı Tomomichi Fujita, “İnsanlar da dahil olmak üzere çoğu canlı organizma, uzay boşluğunda kısa süre dahi hayatta kalamaz ancak yosun sporları 9 ay boyunca doğrudan maruziyetin ardından canlılığını korudu. Bu, hücresel düzeyde, uzay koşullarına dayanmak için içsel mekanizmalara sahip olduğuna dair çarpıcı bir kanıt sunuyor.” dedi.
Sporların yüzde 80’inden fazlası tüm yolculuğu atlattı ve hayatta kalanların yüzde 11’i hariç hepsi laboratuvar ortamında başarıyla çimlendi. Klorofil ölçümleri, ışığa duyarlı bir bileşik olan klorofil a’da yüzde 20’lik bir düşüş haricinde, neredeyse tüm pigmentlerde normal seviyeler olduğunu gösterdi. Azalmaya rağmen, sporlar sağlıklı kaldı.
Dünya dışı tarım çalışmalarına katkı sunabilir
Makale yazarları, verilerini sporların benzer koşullarda ne kadar süre hayatta kalabileceğini tahmin eden bir matematiksel model oluşturmak için de kullandı. Hesaplamaları, kesin bir sonuç için daha fazla veriye ihtiyaç duyulduğunu vurgulasa da, 5 bin 600 güne (yaklaşık 15 yıl) kadar varan potansiyel bir hayatta kalma süresine işaret etti.
Bulgular, ilk kara bitkilerinin hücresel düzeyde, uzayın zorluklarına karşı koyabildiğini gösterdi. Araştırmacılar, çalışma sonuçlarının, dünya dışı tarım ve uzay ortamında bitki yetiştirmede kullanılabileceğini umuyor.
Baş yazar Fujita, “Nihayetinde, bu çalışmanın Ay ve Mars gibi dünya dışı ortamlarda ekosistemler inşa etmeye yönelik yeni bir ufuk açmasını umuyoruz; yosun araştırmamız bir başlangıç noktası olabilir.” ifadesini kullandı.
Kaynak: iScience