Bào tử rêu Physcomitrium patens chứng minh khả năng sống sót phi thường sau chín tháng trong không gian mở

Một thí nghiệm gần đây do các nhà sinh vật học Nhật Bản thực hiện đã khẳng định khả năng chống chịu vượt trội của bào tử loài rêu thông thường Physcomitrium patens trước môi trường khắc nghiệt của không gian mở. Mẫu vật của loài thực vật cổ xưa này, vốn là những sinh vật đầu tiên chinh phục đất liền Trái Đất khoảng 500 triệu năm trước, đã được đặt bên ngoài khoang của Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) trong suốt 283 ngày, tương đương gần chín tháng. Kết quả nghiên cứu, được công bố vào ngày 20 tháng 11 năm 2025, cho thấy một phần đáng kể các cấu trúc siêu nhỏ này vẫn giữ được toàn bộ khả năng sống, mở ra những triển vọng mới cho các kế hoạch duy trì sự sống ngoài hành tinh.

Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Tomomichi Fujita thuộc Đại học Hokkaido dẫn đầu đã khởi xướng dự án này, lấy cảm hứng từ khả năng sinh tồn của rêu trong điều kiện cực đoan trên Trái Đất, bao gồm cả các vùng núi cao Himalaya và Nam Cực. Bào tử đã được phóng lên quỹ đạo vào tháng 3 năm 2022 trên tàu chở hàng Cygnus NG-17 và được đưa trở lại Trái Đất vào tháng 1 năm 2023 bằng tàu SpaceX CRS-16. Trong các thử nghiệm mô phỏng môi trường vũ trụ tại phòng thí nghiệm, các thể bào tử (bào tử được bao bọc) cho thấy khả năng kháng bức xạ tia cực tím (UV) cao hơn khoảng một nghìn lần so với các cấu trúc mỏng manh hơn, chẳng hạn như tế bào chồi, vốn ghi nhận tỷ lệ tử vong do tia UV là 70% trong các mô phỏng.

Các yếu tố tác động lên mẫu vật trên vỏ ngoài ISS bao gồm chân không tuyệt đối, vi trọng lực và sự dao động nhiệt độ đột ngột, dao động từ khoảng -196°C đến 55°C. Yếu tố gây tổn thương mạnh mẽ nhất chính là bức xạ tia cực tím (UV) cường độ cao. Tuy nhiên, cấu trúc bảo vệ của bào tử, gọi là túi bào tử, đã hoạt động như một tấm chắn sinh học hiệu quả. Khi trở về Trái Đất, những bào tử phải chịu toàn bộ phổ các tác nhân gây căng thẳng của vũ trụ đã chứng minh tỷ lệ sống sót đạt 86%. Đáng chú ý, các mẫu vật tránh được sự chiếu xạ trực tiếp của tia UV còn cho kết quả ấn tượng hơn, với 97% khả năng nảy mầm, tương đương với nhóm đối chứng được giữ trên mặt đất.

Giáo sư Fujita và cộng sự, sau khi ghi nhận tỷ lệ sống sót cao như vậy, đã tiến hành mô hình hóa sơ bộ về thời gian sống tiềm năng của bào tử trong môi trường vũ trụ, ước tính lên tới 5600 ngày, tức khoảng 15 năm. Điều này cung cấp cơ sở thực tế cho việc lập kế hoạch các thành phần sinh học cho các sứ mệnh liên hành tinh dài hạn trong tương lai. Mặc dù vậy, Tiến sĩ Agata Zupanska từ Viện SETI đã đưa ra một góc nhìn phân tích, chỉ ra rằng khả năng sống sót ở trạng thái tiềm sinh không đồng nghĩa với sự phát triển và sinh sôi tích cực trong một môi trường xa lạ. Các câu hỏi về khả năng P. patens phát triển chủ động dưới trọng lực giảm và thành phần khí quyển thay đổi trên Mặt Trăng hay Sao Hỏa vẫn còn bỏ ngỏ, chờ đợi các nghiên cứu sâu hơn.

Xét về mặt ứng dụng của sinh học vũ trụ, những phát hiện này có ý nghĩa trực tiếp đối với việc phát triển các Hệ thống Hỗ trợ Sự sống Sinh học Tái tạo (BLSS), vốn được thiết kế để cung cấp oxy cho phi hành đoàn và tham gia vào quá trình hình thành đất tại các căn cứ ngoài hành tinh. Rêu, với vai trò tiên phong trong việc chinh phục đất liền, được xem là ứng cử viên lý tưởng cho các hệ thống như vậy, có khả năng chuyển hóa đất mặt (regolith) thành môi trường sống phù hợp. Dù có sự suy giảm nhẹ 20% mức độ chlorophyll ‘a’ ở các mẫu vật sống sót, khả năng nảy mầm của chúng vẫn minh chứng cho nguồn dự trữ tiến hóa mạnh mẽ được mã hóa trong các bào tử thực vật.