Moose, diese uralten Pflanzen, die Wälder und Mauern bedecken, besitzen eine Überlebensfähigkeit, die jedes Verständnis übersteigt. Ihre Sporen, wahre biologische Tresore, haben gerade ihre Fähigkeit enthüllt, unter extremen Bedingungen den Kosmos zu durchqueren, und eröffnen neue Perspektiven für Leben jenseits der Erde.
Diese Kapsel enthält zahlreiche Sporen. Ausgereifte Sporophyten wie dieser wurden einzeln entnommen und als Proben für das Weltraumexpositions-Experiment verwendet, das an der Außenseite der Internationalen Raumstation (ISS) durchgeführt wurde.
Bildnachweis: Tomomichi Fujita - Lizenz CC BY-SA
Diese Entdeckung stammt aus Arbeiten eines Teams der Universität Hokkaido, dessen Forschung sich auf die evolutionären Mechanismen von Pflanzen konzentriert. Ihre Aufmerksamkeit richtete sich auf Physcomitrium patens, ein Modellmoos, dessen Genom vollständig bekannt ist. Ihre vorläufigen Laboruntersuchungen hatten bereits die hohe Widerstandsfähigkeit seiner Fortpflanzungsstrukturen aufgezeigt. Doch nur ein In-situ-Experiment konnte diese vielversprechenden Beobachtungen validieren.
Die Bewährungsprobe des kosmischen Vakuums
Das Experiment fand außerhalb der Internationalen Raumstation statt, wo Sporenproben 283 Tage lang installiert waren. Diese Dauer repräsentiert eine verlängerte Exposition gegenüber den feindseligsten Bedingungen: Weltraumvakuum, Mikrogravitation, extreme Temperaturschwankungen und ungefilterte kosmische Strahlung. Die Hinreise erfolgte im März 2022 an Bord des Cygnus NG-17-Raumschiffs, während die Rückkehr zur Erde im Januar 2023 über die SpaceX CRS-16-Kapsel stattfand.
Die Ergebnisse übertrafen alle Erwartungen der Wissenschaftler. Über 80% der Sporen behielten ihre Lebensfähigkeit nach dieser verlängerten Weltraumexposition. Unter diesen Überlebenden zeigten 91% eine intakte Fähigkeit zu keimen, sobald sie zurück in der terrestrischen Umgebung waren. Diese Beobachtung widersprach den Prognosen, die eine nahezu vollständige Zerstörung der Proben vorhergesagt hatten.
Die biochemische Analyse offenbarte eine bemerkenswerte Stabilität der photosynthetischen Pigmente. Nur das Chlorophyll wies einen leichten Rückgang von 20% auf, ohne erkennbare Auswirkungen auf die Vitalität der Sporen. Diese allgemeine Widerstandsfähigkeit deutet auf die Existenz besonders effektiver zellulärer Schutzmechanismen gegen Weltraumaggressionen hin.
Die Geheimnisse einer großen Widerstandsfähigkeit
Der Schlüssel zu dieser Widerstandsfähigkeit liegt in der Struktur der Sporophyten selbst, den Kapseln, die die Sporen enthalten. Diese schützenden Hüllen wirken als natürliche Schilde gegen ultraviolette Strahlung, die im Weltraum besonders schädlich ist. Labortests hatten gezeigt, dass eingekapselte Sporen eine tausendfach höhere UV-Toleranz aufweisen als juvenile Zellen des Mooses.
Dieser Schutz erstreckt sich auch auf extreme Temperaturen. Die Sporen widerstanden intensiver Kälte bei -196°C über mehr als eine Woche sowie anhaltender Hitze bei 55°C über einen Monat. Diese Leistungen übertreffen bei weitem die Überlebensfähigkeiten der meisten lebenden Organismen, einschließlich der widerstandsfähigsten Bakterien.
Die Forscher betrachten diese Eigenschaften als eine evolutionäre Anpassung, die 500 Millionen Jahre zurückreicht und es den Bryophyten ermöglichte, terrestrische Lebensräume zu besiedeln. Die Schutzstruktur der Sporen würde eine biologische Innovation darstellen, die den Ausstieg aus dem Wasser und die Eroberung feindlicher Umgebungen begünstigte, sowie das Überleben durch Massenaussterben hinweg.