不可思議!國(guó)際空間站已被“殺不死”的細(xì)菌占領(lǐng)
看多了科幻片,很多人難免會(huì)覺(jué)得國(guó)際空間站神秘又高大上,甚至認(rèn)為這個(gè)“與世隔絕”的空間是太空中一個(gè)寒冷、無(wú)菌的環(huán)境。然而事實(shí)并非人們想象的那樣。
一項(xiàng)對(duì)國(guó)際空間站內(nèi)部細(xì)菌和真菌的研究表明,宇航員的太空生活每天都與驚人數(shù)量微生物相伴,目前尚不清楚這些微生物對(duì)人類健康構(gòu)成怎樣的影響。
自1998年國(guó)際空間站建立以來(lái),現(xiàn)已有227名宇航員抵達(dá)空間站。當(dāng)宇航員返回地球時(shí),會(huì)將一些微生物遺留在空間站。最新研究揭示了空間站最詳細(xì)的細(xì)菌和微生物種類,描述了空間站獨(dú)特、不斷變化的微生物環(huán)境特征。該研究將用于美國(guó)宇航局和其它太空機(jī)構(gòu)開發(fā)空間站和其它遠(yuǎn)程太空任務(wù)的安全措施。
作為一個(gè)封閉環(huán)境,空間站有一個(gè)獨(dú)特的微生物群落。對(duì)于細(xì)菌而言,太空與地球生活存在一些差異,太空環(huán)境下地球重力可以忽略不計(jì),受到的太空輻射更強(qiáng),競(jìng)爭(zhēng)微生物也很少。
研究人員指出,現(xiàn)已證實(shí)國(guó)際空間站中的特定微生物能夠?qū)е氯祟惼つw過(guò)敏或帶來(lái)傳染病,從而對(duì)人體健康產(chǎn)生一定影響。
國(guó)際空間站的微生物受到各種因素的影響,包括:通風(fēng)、濕度、氣壓和空間站結(jié)構(gòu)。這些因素的數(shù)量和多樣性也受到宇航員人數(shù)和正在進(jìn)行的活動(dòng)類型的影響。
美國(guó)宇航局和其它太空機(jī)構(gòu)已經(jīng)嘗試用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法來(lái)監(jiān)測(cè)國(guó)際空間站微生物數(shù)量。但是40-60%的微生物無(wú)法在培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)。但如果少量微生物可能繁衍生存,是很難被探測(cè)發(fā)現(xiàn)的。在這項(xiàng)最新研究中,科學(xué)家利用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法和基于分子的技術(shù),開發(fā)設(shè)計(jì)了一種新型采樣和測(cè)試方案,便于在空間站進(jìn)行全面的微生物調(diào)查。
每隔14個(gè)月,駐守國(guó)際空間站的美國(guó)宇航員在預(yù)定8個(gè)位置用無(wú)菌濕巾分別擦拭3次,這些位置包括宇航員接觸較多和較少的區(qū)域,例如:觀景窗、衛(wèi)生間、鍛煉平臺(tái)、儲(chǔ)物架、餐桌和臥室。美國(guó)宇航員特里?維爾茨(Terry Virts)在2015年3月4日和2015年5月15日進(jìn)行兩次采樣,一年后,2016年5月6日美國(guó)宇航員杰弗里?威廉姆斯(Jeffrey Williams)進(jìn)行第三次采樣,這些樣本被送回地球進(jìn)行分析。
國(guó)際空間站看起來(lái)像是太空中一個(gè)寒冷、無(wú)菌環(huán)境,但是分析表明,它是“微生物聚寶盆”。依據(jù)微生物培養(yǎng)結(jié)果,生存數(shù)量最多的是葡萄球菌(總樣本26%)、泛球菌(23%)、芽孢桿菌(11%)、金黃色葡萄球菌(10%)、康斯皮庫(kù)球菌(9%)、加文球菌(9%)。
國(guó)際空間站的多數(shù)微生物都與人類有關(guān),例如:腸桿菌,是與人類胃腸道有關(guān),而金黃色葡萄球菌常發(fā)現(xiàn)在人類皮膚上。這些微生物是“機(jī)會(huì)性病原體”,意味著它們具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,能夠利用不同尋常的條件感染宿主體。有趣的是,國(guó)際空間站微生物概況與地球上人類活動(dòng)的其它環(huán)境存在相似性,其中包括:健身房和醫(yī)院。
研究人員表示:“目前還不清楚這些機(jī)會(huì)性細(xì)菌是否會(huì)導(dǎo)致國(guó)際空間站宇航員患病,這將取決于許多因素,包括每個(gè)人的健康狀況以及微生物在太空環(huán)境中的生存方式。無(wú)論怎樣,對(duì)可能致病微生物的檢測(cè)可能進(jìn)一步突顯國(guó)際空間站微生物在太空中工作的重要性。”
分析結(jié)果表明,真菌種群隨著時(shí)間的推移處于穩(wěn)定狀態(tài),而各種細(xì)菌的數(shù)量往往會(huì)興衰起伏,這可能與國(guó)際空間站不同宇航員的結(jié)果有關(guān)。
令人擔(dān)憂的是,正如研究人員所指的那樣,一些菌株可能會(huì)形成叫做生物膜的破壞性生物薄片。國(guó)際空間站形成的生物薄片可能會(huì)引起機(jī)械堵塞,降低傳熱率,誘導(dǎo)微生物腐蝕機(jī)械裝置。在國(guó)際空間站上發(fā)現(xiàn)的微生物,有甲狀桿菌、鞘單胞菌、芽單胞菌、青霉菌和曲霉屬真菌。然而,它們對(duì)國(guó)際空間站腐蝕所起的作用仍有待于確定,國(guó)際空間站表面形成生物膜的潛能以及實(shí)際生物膜大小,對(duì)于長(zhǎng)期太空任務(wù)維持機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是非常重要的。
基于以上關(guān)于國(guó)際空間站微生物的認(rèn)知,目前美國(guó)宇航局可以研究這些微生物對(duì)人類健康和空間站結(jié)構(gòu)完整性的潛在影響,這些見(jiàn)解不僅對(duì)空間站很重要,對(duì)抵達(dá)火星和更遠(yuǎn)星球的長(zhǎng)期太空任務(wù)更為重要。
值得注意的是,并非所有的微生物都是有害的。事實(shí)上,人體健康依賴于很多細(xì)菌,重要的是需要了解某些細(xì)菌和真菌在太空條件下可能會(huì)有怎樣不同的行為表現(xiàn),以及這些變化是否會(huì)危及人類健康。例如:一些細(xì)菌在太空中很難被殺死,但是清除空間站所有細(xì)菌既不可取,也不可能,目前這項(xiàng)最新研究將有助于確??臻g站宇航員的健康和安全。