В течение многих лет ученые проводили исследования на борту Международной космической станции (МКС) для определения воздействия жизни в космосе на людей и микроорганизмы. В дополнение к высоким уровням радиации существуют также опасения, что длительное воздействие микрогравитации может вызвать генетические мутации. Понимание этого и разработка контрмер необходимы для того, чтобы человечество стало действительно космическим видом.
Интересно, что группа исследователей из Северо-западного университета недавно провела исследование с бактериями, которые хранились на борту МКС. Вопреки тому, что многие подозревали, бактерии не мутировали в устойчивый к лекарствам супер штамм, а вместо этого мутировали, чтобы приспособиться к окружающей среде. Эти результаты могут быть жизненно важными, когда речь идет о понимании того, как живые существа будут адаптироваться к стрессовой среде космоса.
Исследование, которое описывает результаты команды, недавно появилось в mSystemsнаучный журнал, изданный Американское общество по микробиологии. Исследование проводилось под руководством Эрики Хартманн, доцента кафедры гражданского и экологического инжиниринга (DCEE) в NWU, и включало в себя множество аспирантов и докторантов DCEE, а также Сару Кастро-Уоллес из Космического центра им. Джонсона НАСА.
Подобные исследования необходимы для миссий, запланированных на ближайшее будущее, которые включают планы НАСА о возобновлении миссий на поверхность Луны и их предполагаемую миссию с экипажем на Марс. Кроме того, Китай, Россия и Индия также планируют отправить астронавтов на Луну в ближайшие десятилетия. Как объяснил профессор Хартманн в заявлении для прессы NWU:
«Было много предположений о радиации, микрогравитации и недостатке вентиляции, а также о том, как это может повлиять на живые организмы, включая бактерии. Это стрессовые, суровые условия. Выбирает ли среда супербуки, потому что они имеют преимущество? Ответ, кажется, «нет».
Ради своего исследования Хартманн и ее коллеги обратились к данным Национального центра биотехнологической информации (NCBI), который хранит архивную информацию о микробных экспериментах, проведенных на борту МКС. В частности, они оценили, как штаммы бактерий Staphylococcus aureus и Bacillus cereus росли в космосе.
Первый обнаружен на коже человека и содержит устойчивый к лекарствам штамм MRSA, что делает его ответственным за несколько трудно поддающихся лечению инфекций у людей. Последний живет в почве и имеет мало последствий для здоровья человека, но все же дал ценную информацию о том, как растут наземные микробы, когда они удаляются из своей зоны комфорта и подвергаются воздействию незнакомых условий космоса.
«Бактерии, которые живут на коже, там очень счастливы», - сказал Хартманн. «Ваша кожа теплая и содержит определенные масла и органические химические вещества, которые действительно нравятся бактериям. Когда вы избавляетесь от этих бактерий, они оказываются в совершенно другой среде. Поверхность здания холодная и бесплодная, что вызывает стресс у некоторых бактерий ».
Когда команда сравнила, как эти штаммы росли на борту МКС, с тем, как эти штаммы растут на Земле. Они обнаружили, что бактерии, живущие на МКС, мутировали, чтобы приспособиться к местным условиям, отбирая полезные гены, чтобы иметь возможность продолжать питаться, расти и функционировать в условиях микрогравитации и при воздействии более высоких уровней радиации.
Райан Блаустейн, научный сотрудник лаборатории Гартмана, который был первым автором исследования, указал, что это был удивительный результат. «Основываясь на геномном анализе, похоже, что бактерии адаптируются к жизни, а не эволюционируют, вызывая болезни», - сказал он. «Мы не видели ничего особенного в отношении устойчивости к антибиотикам и вирулентности в бактериях космической станции».
Это, безусловно, хорошая новость для будущих космонавтов, не говоря уже о людях, которые надеются когда-нибудь принять участие в расцветающей индустрии космического туризма. В обоих случаях экипажи вынуждены жить, работать и, как правило, проводить время в крошечных капсулах или модулях, где нет вентиляции и воздух циркулирует в течение длительных периодов времени.
Учитывая риск для здоровья, знание того, что наземные бактерии не мутируют в супер-микробы, которые еще более устойчивы к антибиотикам, безусловно, является облегчением. Конечно, Хартманн и ее коллеги также подчеркнули, что это исследование не означает, что микробы не могут размножаться, как только они попадают в космический корабль или на борт космической станции:
«Куда бы вы ни пошли, вы приносите с собой свои микробы. Астронавты - чрезвычайно здоровые люди. Но поскольку мы говорим о расширении космического полета для туристов, которые не обязательно соответствуют критериям астронавта, мы не знаем, что произойдет. Мы не можем сказать, что если вы поместите человека с инфекцией в закрытый пузырь в космосе, он не будет передаваться другим людям. Это как когда кто-то кашляет в самолете, и все заболевают ».
Как всегда, освоение космоса сопряжено с множеством рисков, и перспектива отправки астронавтов в дальние поездки или туристов в космос представляет много проблем. К счастью, у нас есть десятилетия исследований, на которые мы опираемся, и множество передовых экспериментов, которые помогут нам получить информацию до наступления этого дня.
Это исследование стало возможным благодаря поддержке, оказанной Лидерским фондом Сирла и Национальными институтами здравоохранения (NIH).
