Survival of Spores ofTrichoderma longibrachiatumin Space: data from the Space Experiment SPORES on EXPOSE-R

Abstract

In the space experiment 'Spores in artificial meteorites' (SPORES), spores of the fungus Trichoderma longibrachiatum were exposed to low-Earth orbit for nearly 2 years on board the EXPOSE-R facility outside of the International Space Station. The environmental conditions tested in space were: space vacuum at 10 −7 -10 −4 Pa or argon atmosphere at 10 5 Pa as inert gas atmosphere, solar extraterrestrial ultraviolet (UV) radiation at λ > 110 nm or λ > 200 nm with fluences up to 5.8 × 10 8 J m −2 , cosmic radiation of a total dose range from 225 to 320 mGy, and temperature fluctuations from −25 to +50°C, applied isolated or in combination. Comparable control experiments were performed on ground. After retrieval, viability of spores was analysed by two methods: (i) ethidium bromide staining and (ii) test of germination capability. About 30% of the spores in vacuum survived the space travel, if shielded against insolation. However, in most cases no significant decrease was observed for spores exposed in addition to the full spectrum of solar UV irradiation. As the spores were exposed in clusters, the outer layers of spores may have shielded the inner part. The results give some information about the likelihood of lithopanspermia, the natural transfer of micro-organisms between planets. In addition to the parameters of outer space, sojourn time in space seems to be one of the limiting parameters.

The astrobiological mission EXPOSE-R on board of the International Space Station

“…The obtained results from EXPOSE-R, one of the longest international astrobiological exposure missions in LEO are collected in this issue (Berger et al 2014;Bertrand et al 2014;Bérces et al 2014;Bryce et al 2014;Bryson et al 2014;Carrasco et al 2014;Cottin et al 2014;Dachev et al 2014;Mancinelli et al 2014;Neuberger et al 2014;Novikova et al 2014;Panitz et al 2014;Vergne et al 2014).…”

“…Study of the probabilities and limitations for life to be distributed among the bodies of our Solar System. After peer review of the submitted proposals, six experiments of the ROSE consortium were selected for flight (Table 1) (Bérces et al 2014;Bryce et al 2014;Mancinelli et al 2014;Neuberger et al 2014;Panitz et al 2014). This set of biological experiments was later expanded by a Russian experiment provided by the IBMP in Moscow, IBMP and by SEEDS as part of the chemical experiment AMINO.…”

The survival of micromycetes exposed to space conditions

“…Более того, 3,05% и 0,07% клеток Cryomyces antarcticus и C. minteri, соответственно, выжило после 1,5-летнего пребывания в открытом космосе (защита только от инсоляции) [3]. Споры Aspergillus niger, A. versicolor, A. ochraceus выжили по-сле примерно 7-месячного [13,17], а Trichoderma longibrachiatum -2-летнего пребывания в условиях космического вакуума [14]. Также в литературе от-мечено, что клетки, расположенные в несколько слоёв, намного лучше переносят вакуум, чем клет-ки, расположенные в один слой, возможно, благо-даря значительному замедлению диффузии воды через несколько слоёв клеток [17].…”

“…Так, в эксперименте "SPORES" было показано, что внешние слои спор гриба Trichoderma longibrachiatum, которые в космическом полёте располага-лись кластерами, защищали внутренние слои спор от УФ [14]. Похожая ситуация наблюдалась со спо-рами бактерий: верхние слои спор погибли, однако нижние слои выжили благодаря защитному верх-нему слою из отмерших клеток [4].…”

“…Кроме того, чёрные дрожже-подобные грибы выжили как в искусственно соз-данных условиях открытого космоса и Марса в ла-боратории, так и после 1,5-летнего космического полёта при наличии защиты от полного спектра космического излучения [3]. Более того, споры Aspergillus ochraceus перенесли влияние космического излучения и вакуума [13], а споры Trichoderma longibrachiatum выжили после 2-летнего космического полёта [14].…”