Syntrichia caninervis (на фото) лишена корней. Поэтому воду этот вид мхов получает из воздуха. Для этого на конце каждого из его аналогов листьев находится ость с канавками шириной в 200 нанометров, способными конденсировать влагу из атмосферы / © Nature, Tadd Truscott
Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте, пишет издание Naked science.
Еще в 1990-х годах исследователи установили, что Марс может быть терраформирован существующими техническими средствами — так называемыми суперпарниковыми газами вроде элегаза (гексафторид серы). Поскольку эти газы в десятки тысяч раз эффективнее СО2 как парниковые, даже небольшого их количества достаточно, чтобы запустить на четвертой планете потепление, которое растопит полярные шапки и вернет Марс в состояние теплого (вплоть до средних температур современной Земли, плюс 15) и влажного мира, каким он был миллиарды лет назад.
Однако полноценное терраформирование немыслимо без кислорода в атмосфере. Его нужно нарабатывать каким-то фотосинтетикам, и чем раньше — тем лучше, ведь этот процесс потребует долгих веков. Проблема только в том, что Красная планета сегодня имеет средние температуры в минус 63 градуса Цельсия — на 78 градусов ниже, чем на Земле.
Сходные условия бывают и на нашей планете: например, средняя температура на антарктической станции «Восток» — минус 47,4. Но даже в таких местах минимумы не уходят ниже минус 70-80 градусов. Марс в этом смысле намного жестче: даже на экваторе, где в летний полдень бывает до плюс 35, зимой ночью доходит до минус 125, а на полюсах — и до минус 153. Низкие температуры означают сухость, а именно засуха — самый страшный бич земной жизни.
Мох в лаборатории, реакция на цикл иссушения (результат в центре), с последующим восстановлением после контакта с водой / © Xiaoshuang Li et al.
Группа китайских ученых опубликовала в рецензируемом журнале The Innovation работу, в которой показала, что некоторые земные организмы способны выживать даже в таких условиях.
Изученный ими мох Syntrichia caninervis, растущий в пустыни Мохаве, был подвергнут серии экспериментов, в которых продемонстрировал способность выживать и затем возвращаться к фотосинтезу после потери более чем 98% всей воды из клеток. Причем время возвращения к фотосинтезу после таких событий у него составило всего несколько секунд после контакта с водой.
Мох оказался способным вернуться к нормальной жизнедеятельности не только после пятилетнего замораживания в темном холодильнике при минус 80, но и после погружения в жидкий азот на один месяц (минус 196 градусов). В равнинных частях Марса такой температуры не бывает. Вероятно, они случаются на самых высоких местных горах типа 20-километрового Олимпа.
Чтобы комплексно проверить выживаемость мха в марсианских условиях, его поместили в бескислородную атмосферу, полностью лишенную влаги, после чего подвергали длительному охлаждению и высокому уровню ультрафиолетового облучения.
Для лабораторных экспериментов со мхом авторы подобрали состав и давление атмосферы идентичные марсианским. В то же время температурный режим выбрали характерным скорее для экватора (да и там в основном для низин, лежащих ниже среднего уровня поверхности планеты) / © Xiaoshuang Li et al.
Как и многие мхи, этот вид весьма устойчив к радиации. Имеющиеся экспериментальные данные недостаточны для понимания доз, при которых он гарантированно погибнет. Но дозу, после которой вероятность гибели равна 50%, сейчас оценивают в пять тысяч грей. Фактическая годовая доза радиации на поверхности Марса ниже этого уровня примерно в 22 тысячи раз.
Из всего этого исследователи сделали вывод: Syntrichia caninervis — многообещающий кандидат на роль растения-пионера для колонизации сложной среды, способной «заложить фундамент для строительства биологически устойчивых зон, пригодных для обитания людей вне Земли».
В то же время, разумеется, для длительного выживания такого мха на Марсе нужно попадание в грунт рядом с ним воды. Авторы новой работы описали режим увлажнения мхов после «испытаний» как один полив раз в три дня — при дневной температуре 20 градусов и плюс восемь по ночам. Если полуденная температура такого уровня на Марсе довольно обычное дело, то ночная даже летом существенно ниже.
Неясна ситуация и с режимом увлажнения: хотя многие части Марса покрыты вечной мерзлотой буквально под несколькими сантиметрами реголита, неизвестно, с какой частотой такой лед может таять и затем замерзать. Подтеки воды на склонах в некоторых районах Красной планеты в теории могут быть источниками воды в нужных для мха объемах.
Но эти подтеки умеренно распространены по планете. Следовательно, сегодня зона потенциального фотосинтеза для таких мхов существенно ограниченна. Очевидно, она серьезно расширится в случае роста средних температур после начала терраформирования.
