Het leven op Mars is – met onder meer extreme temperatuurschommelingen en levensgevaarlijke hoeveelheden straling – geen pretje. En toch hebben onderzoekers nu aardbewoners gevonden die zich daardoor niet uit het veld laten slaan: twee korstmossen.
Dat is te lezen in het blad IMA Fungus. Voor het onderzoek werkten de wetenschappers met twee soorten korstmossen: Diploschistes muscorum en Cetraria aculeata. De soorten zijn heel verschillend, maar stond hetzelfde lot te wachten; de onderzoekers gingen ze namelijk beiden genadeloos voor de gek houden. En wel door ze in een Marssimulator te stoppen. In dit apparaat worden de omstandigheden op Mars zo goed als mogelijk nagebootst, waardoor het voor de korstmossen lijkt alsof ze op de rode planeet zijn beland. Zo werden de korstmossen in de simulator blootgesteld aan een atmosfeer en luchtdruk zoals we die van Mars kennen. Ook kregen ze te maken met temperatuurschommelingen en straling die normaliter alleen voor het Marsoppervlak zijn weggelegd. En dat alles met één doel: uitvogelen of de korstmossen dat overleven. En, jawel, dat lukte.
Echt léven op Mars
Die conclusie is op zichzelf misschien niet eens zo opzienbarend. “Korstmossen zijn uitzonderlijke meesters in overleving,” vertelt onderzoeker Kaja Skubała aan Scientias.nl. “Ze hebben geavanceerde methoden ontwikkeld om te kunnen overleven in enkele van de meest onherbergzame omgevingen op aarde – zoals woestijnen en poolgebieden.” En eerdere studies hebben ook reeds aangetoond dat korstmossen niet direct onder de indruk zijn van Mars-achtige omstandigheden. Maar waar in die eerdere experimenten gewerkt werd met korstmossen in rusttoestand, gooiden Skubała en collega’s het over een andere boeg. “Wat onze studie onderscheidt van eerdere experimenten, is dat wij de korstmossen hebben blootgesteld aan een Mars-achtige omgeving, terwijl deze mossen metabolisch actief waren. Ze waren dus niet in een rusttoestand, maar levend en functionerend.” En dat is belangrijk. “Onze aanpak is cruciaal om te onderzoeken of korstmossen niet alleen kunnen overleven, maar ook in staat zijn om onder zulke omstandigheden (als op Mars, red.) metabolische processen uit te voeren.”
De echte verrassing
En als we met dat in gedachten naar de resultaten kijken, wordt het echt interessant. Want dan blijkt dat actieve korstmossen het niet per se gemakkelijk hebben onder Mars-achtige omstandigheden, maar zich zodanig tegen de negatieve effecten van bijvoorbeeld straling weten te wapenen, dat ze toch kunnen blijven functioneren. “Wat we ontdekten, was dat één soort – Diploschistes muscorum – over het ongelofelijke vermogen beschikt om zichzelf middels de activering van antioxidanten te verdedigen, de integriteit van zijn celmembranen te behouden en metabolisch actief te blijven. Zelfs bij blootstelling aan hoeveelheden ioniserende straling die voor de meeste levensvormen dodelijk zouden zijn. Dus ja, de verrassing was niet dat de korstmossen overleefden, maar dat één ervan in staat was om bij een lage luchtdruk, in een atmosfeer rijk aan koolstofdioxide en bij grote hoeveelheden röntgenstraling – een effectieve verdediging op te tuigen.”
Korstmossen zijn heel bijzondere organismen die eigenlijk uit twee organismen zijn opgebouwd: een schimmel en een alg of cyanobacterie. Deze twee organismen leven in symbiose; ze hebben elkaar nodig. “De schimmel biedt structurele ondersteuning en bescherming, terwijl een alg of cyanobacterie middels fotosynthese suikeralcoholen of koolhydraten produceert,” vertelt Skubała. Eerder onderzoek heeft al aangetoond dat de fotosynthetiserende partner in deze samenwerking zich aan de omstandigheden op Mars kan aanpassen. Voor het nieuwe onderzoek richtten Skubała en collega’s zich daarom op de andere partner, die zo’n 90 procent van de biomassa van het korstmos uitmaakt: de schimmel. “Onze resultaten laten zien dat de schimmelpartner gedurende het hele experiment metabolisch actief bleef. Dat betekent dat schimmelcellen – zelfs onder deze barre buitenaardse omstandigheden – belangrijke biochemische processen bleven uitvoeren en – in reactie op oxidatieve stress, veroorzaakt door de blootstelling aan Mars-achtige omstandigheden – verdedigingsmechanismen activeerden,” vertelt Skubała. De bevindingen zijn belangrijk, “omdat ze aantonen dat de schimmel in staat is om te functioneren onder extreem barre omstandigheden en bescherming kan bieden aan de fotosynthetiserende partner. Hoewel onze studie zich voornamelijk richt op de schimmelcomponent, suggereert deze (…) dat het korstmos als geheel, als functionele eenheid, in staat zou kunnen zijn om te functioneren op Mars.”
Leefbaarheid
Het onderzoek is om meerdere redenen belangrijk. Zo heeft het onderzoek bijvoorbeeld implicaties voor de zoektocht naar buitenaards leven. De studie onthult namelijk dat sommige levensvormen tegen uiterst uitdagende omstandigheden zijn opgewassen. Het suggereert voorzichtig dat we planeten waarop dergelijke omstandigheden spelen, niet te snel als onleefbaar moeten beschouwen. Want de grenzen van leefbaarheid kunnen weleens veel rekbaarder zijn dan we soms denken.
Daarnaast kan het onderzoek ook implicaties hebben voor toekomstige Marsreizigers. Die krijgen namelijk met dezelfde uitdagingen te maken als de korstmossen, waaronder die levensgevaarlijke straling. “Onderzoeken hoe korstmossen weerstand bieden aan die straling, kan onderzoekers helpen om nieuwe methoden te ontwikkelen om ook astronauten tijdens toekomstige langdurige ruimtemissies tegen de schadelijke effecten daarvan te beschermen,” aldus Skubała.
