ما می‌توانیم با خزه‌های صحرا مریخ را شکل دهیم، اما چطور!

‘هدف از شکل گیری زمین ایجاد عمدی یک اکوسیستم کامل در مقیاس جهانی است که به احتمال زیاد هر اکوسیستم موجود را نابود می کند.’

بر اساس مطالعه‌ای که اخیرا توسط دانشمندان چینی منتشر شده است، خزه صحرا می‌تواند کلید شکل‌دهی زمین به مریخ باشد.

به دلیل انعطاف‌پذیری فوق‌العاده‌اش، Syntrichia caninervis (S. caninervis)، خزه‌ای که در محیط‌های بیابانی شدید از تبت تا قطب جنوب یافت می‌شود، به عنوان یک ‘گیاه پیشگام’ برای ایجاد یک محیط زیست قابل زندگی در مریخ معرفی شده است. اساساً دانشمندان بر این باورند که این گیاه می‌تواند سطح سنگی سیاره را غنی‌سازی کند تا بتواند گیاهان دیگر را رشد دهد.

چند مطالعه احتمالات جایگزین این دانه‌های زمین‌ساز، مانند جلبک‌ها و گلسنگ‌ها را بررسی کرده‌اند. تیم مطالعه جدید در این مقاله نوشت: با این حال، گیاهانی مانند خزه‌ها مزایای کلیدی برای شکل‌گیری زمین از جمله تحمل استرس، ظرفیت بالا برای پرورش نور و پتانسیل تولید مقادیر قابل‌توجهی از زیست توده در شرایط چالش برانگیز دارند.

اعتقاد بر این است که خزه ها اولین گیاهان زمینی واقعی روی زمین بوده اند. به این ترتیب، آنها در برابر استرس شدید تحمل کردند که به آنها اجازه داد در محیط اولیه بسیار خشن سیاره ما زنده بمانند.

اما ما چقدر افراطی صحبت می کنیم؟

آزمایشات خزه

دانشمندان کل گیاهان S. caninervis را در شرایطی قرار دادند که معمولاً در مریخ یافت می شود: دوزهای بالای تابش گاما، اکسیژن کم، سرمای شدید و خشکسالی. آنها گزارش می دهند که گیاهان می توانند ترکیبی از این شرایط را تحمل کنند، حتی بیش از ۹۸ درصد از محتوای آب خود را از دست می دهند و همچنان در عرض چند ثانیه به عقب باز می گردند – اصطلاحی که استفاده می شود ‘خشک شدن بدون مرگ’ است. شاید حتی شگفت انگیزتر توانایی گیاه برای بازیابی باشد. و پس از نگهداری در فریزر در دمای منفی ۸۰ درجه سانتیگراد (۱۱۲- درجه فارنهایت) به مدت پنج سال یا در نیتروژن مایع (۱۹۵.۸- درجه سانتیگراد؛ ۳۲۰.۴۴- درجه فارنهایت) به مدت یک ماه، شاخه های جدید را رشد دهند.

تیم تحقیقاتی نوشت: «ویژگی‌های مورفولوژیکی منحصر به فرد S. caninervis، مانند برگ‌های پیچ خورده، آب را با به حداقل رساندن سطح و کاهش تعرق حفظ می‌کند، و سایبان‌ها محافظت از نور مؤثر در برابر تشعشعات شدید UV، دماهای شدید و از دست دادن آب را فراهم می‌کنند». در همین حال، دیواره سلولی، غشای سلولی و کلروپلاست و ساختار غشایی آن دست نخورده باقی می‌مانند، حتی در حالت کاملاً کم‌آبی.»

تحت استرس، S. caninervis وارد حالت ‘خواب متابولیک انتخابی’ می شود، که به طور استراتژیک متابولیت های کلیدی – محصولات مسیرهای متابولیک سلولی – را که برای رستاخیز سریع آن لازم است حفظ می کند. دانشمندان نوشتند: ‘برای مثال، گیاهان S. caninervis سطوح بالایی از ساکارز و مالتوز را به دنبال استرس حفظ می کنند؛ این قندها به عنوان عوامل اسمزی یا تراوش و محافظ عمل می کنند که به حفظ و تثبیت معماری سلولی کمک می کند.و پس از آن، قندها انرژی مورد نیاز برای بهبودی سریع را پس از رهایی از شرایط استرس زا فراهم می کنند.

استرس همچنین ژن‌هایی را تحریک می‌کند که پروتئین‌های محافظ نور و آنزیم‌هایی را رمزگذاری می‌کنند که به حذف گونه‌های مضر اکسیژن فعال تولید شده تحت تشعشع کمک می‌کنند. تیم تحقیقاتی بیان کرد: ‘تحمل چند لایه محافظت را در شرایط استرس زا فراهم می کند و در صورت ایجاد شرایط مناسب برای رشد، امکان ترمیم سریع سلولی و بازیابی فعالیت فیزیولوژیکی را فراهم می کند.’

دانشمندان ادامه می‌دهند که این یافته‌ها زمینه را برای ساختن زیستگاه‌های پایدار انسانی در فراسوی زمین فراهم می‌کند. اغراق آمیز بودن این بیانیه به آزمایش های آینده بستگی دارد – و حتی ممکن است در طول زندگی ما قابل دستیابی نباشد – اما یکی از عناصر مهمی که در بحث گم شده است، امکان سنجی علم نیست، بلکه اخلاق پشت آن است.

آیا انسان ها به مریخ تعلق دارند؟

این مفهوم از شکل دادن به یک سیاره دیگر، مفهوم جدیدی نیست و ریشه در داستان های علمی تخیلی دارد. و در حالی که این مفهوم اخیراً رمانتیک شده و در رسانه ها پخش شده است، نگرانی های جدی در مورد پیامدهای اجتماعی در مقیاس فرازمینی در نتیجه تغییر کامل یک سیاره برای اشغال انسان وجود دارد.

برای مثال، اریکا نسولد، اخترفیزیکدان و محقق ناسا، در مقاله خود با عنوان اخلاق خاردار مهندسی سیاره، این معضل را کاملاً واضح بیان می کند: ‘هدف از شکل گیری زمین ایجاد عمدی یک اکوسیستم کامل در مقیاس جهانی است که به احتمال زیاد هر اکوسیستمی را از بین می برد. اکوسیستم موجود،’ او نوشت. حتی ممکن است قبل از اینکه به طور قطعی تعیین کنیم که آیا حیات فرازمینی در سیاره یا ماه که امیدواریم آن را تغییر دهیم، وجود دارد یا خیر، فناوری شکل‌دهی زمین ممکن است امکان‌پذیر شود.

او ادامه داد: «اما فرض کنید شواهدی از حیات میکروبی موجود در سیاره‌ای مانند مریخ کشف کنیم. ‘آیا این باید مریخ را به عنوان هدفی برای زمین‌سازی رد صلاحیت کند؟ آیا اصلاً باید از استقرار در مریخ اجتناب کنیم؟’

این مطالعه در اول جولای در مجله The Innovation منتشر شد.