2021年10月18日星期一

太空中的微生物:既是挑战亦是机遇|微生物|太空|宇航员

  来源:biokiwi  

  当人类踏出对太空探索的第一步时,也不经意间将属于地球的生物,第一次带入了宇宙。

  这个生物就是我们生活中无处不在、但又看不见的微生物。在太空探索中,它们依附着人类,在航天器里同样无处不在。

  我们知道,在地球上,微生物既可能产生可怕的疾病,带来危害,也可以帮助人们生存——制作面包、酿酒,带来益处。在太空环境中的微生物其实也是如此:它们既是挑战,也是机遇

  微生物想要在太空生存也不容易

  不过,即使是我们认为无所不在的微生物,面对宇宙中辐射、真空等等自己从未遇到过的生存环境,其实也是难以适应的。

  因为有地球大气层的保护,绝大多数生物都不曾经历辐射的威胁,但是进入太空就不一样了。太空辐射一方面会直接攻击DNA,对DNA造成损伤,轻者引起突变,重则可能导致细胞死亡;另一方面,太空辐射还会将水分子解离,产生具有强氧化作用的基团,进而影响细胞中的各种生化反应过程。

 暴露于太空辐射微生物细胞内产生的变化 | 图源:Horneck G, et al。 2010。 暴露于太空辐射微生物细胞内产生的变化 | 图源:Horneck G, et al。 2010。

  面对辐射,细菌也是一样,往往会受到巨大的生理影响(如上图)。这也是为什么在生物实验室中,我们会使用紫外线照射来进行灭菌,确保实验台清洁。

  早在1966年,美国的双子星4号飞船就携带了T1噬菌体、枯草芽孢杆菌孢子、青霉菌孢子等多种微生物进入太空。在经过太空辐射的直接照射16多个小时后T1噬菌体的存活率只有0.003%,可见太空辐射对微生物的伤害之大。

  为了检测太空辐射的危害,以及探究微生物生存的极限,之后的航天过程中研究者们不断改进装置,让不同的微生物都来"感受"一下太空辐射(微生物内心:我可谢谢您嘞),并且探究如何更有效地保护生物免遭辐射危害。

 搭载在国际空间站的微生物设施 | 图源:Horneck G, et al。 2010。 搭载在国际空间站的微生物设施 | 图源:Horneck G, et al。 2010。

  经过多次的探究,研究者尝试了噬菌体、酵母菌、枯草芽孢杆菌等微生物,只有极少数微生物可以在强烈的太空辐射中生存下来,比如可以生成特殊的胞膜和晶体来保护自己的地衣或者蓝藻

  除了强烈的太空辐射,太空的另一个特征是微重力(仅有地球重力的千分之一),但这似乎对微生物利大于弊。

  研究发现,在模拟的微重力环境下,大肠杆菌的抵抗酸性、热应力和渗透压等能力都会增强,耐药性也会加强。如果从微观角度分析,失去重力的影响下,微生物周围培养的环境也会发生改变,进而可能影响了微生物的代谢效率,并引发一系列的连锁反应。

  而这,可能给航天飞行带来不小的威胁。

  微生物是宇航员最警惕的威胁之一

  在宇航员进入太空时,除了自身体内的微生物,难免也还会携带各种体外的微生物进入太空。在微重力的作用下,太空环境中细菌的耐药性会增加。这也就意味着,如果执行任务的宇航员不慎感染细菌疾病,使用抗生素治疗的效果可能会变差。

  此外,研究发现在微重力环境下,细菌会更容易黏附在人体身上,甚至毒力更强。例如,经历过"太空旅行"的沙门氏菌,相比于地球的沙门氏菌会对小鼠产生更致命的效果。这些研.............

原文转载:http://tech.shaoqun.com/a/628882.html

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来源:biokiwi    当人类踏出对太空探索的第一步时,也不经意间将属于地球的生物,第一次带入了宇宙。  这个生物就是我们生活中无处不在、但又看不见的微生物。在太空探索中,它们依附着人类,在航天器里同样无处不在。  我们知道,在地球上,微生物既可能产生可怕的疾病,带来危害,也可以帮助人们生存——制作面包、酿酒,带来益处。在太空环境中的微生物其实也是如此:它们既是挑战,也是机遇。  微生物想要在
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