我们有望在不久的将来重返月球。虽然人类的"登月壮举"最初是由尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)完成的，但他也带来了大量的其他生命形式。人类本身就是行走的生态系统，了解我们的微生物伴侣如何在太空的恶劣环境中生存，对于确保未来宇航员的健康和安全至关重要，无论他们将踏上怎样的"登月壮举"。拉德堡德大学(Radboud University)Tommaso Zaccaria的一项新博士论文展示了地球病原体实际上如何适应这些恶劣环境。
该论文可分为三个部分。在第一部分中，Zaccaria将四种来自地球的知名病原体（包括引起肺炎的病原体）置于模拟火星条件下进行测试。这些条件包括极低气压、干燥、高强度紫外线辐射以及暴露于高浓度含高氯酸盐(perchlorate)的卤水中。与许多此类实验一样，引人注目的结果是微生物表现出了极强的生存能力，某些菌株在干燥条件下可存活长达16天。这通常是这类实验文章的头条新闻。
然而，深入分析数据后，细菌的实际生存状况要严峻得多。火星并非单一的环境条件。它结合了已知对生命最致命的因素——缺水、高强度紫外线辐射、低大气压力以及高氯酸盐本身，所有这些因素共同作用使得火星环境比单一条件要致命得多。在论文中，细菌的存活时间从16天缩短到了仅1天。
有趣的是，火星环境有一个方面似乎有助于提高细菌的存活率——风化层(regolith)。Zaccaria指出，风化层的锯齿状表面为水提供了藏身之处，并为微生物提供了抵御无情紫外线辐射的保护。但风化层同时也含有有毒的高氯酸盐，从长远来看，这种生存能力是一种权衡。
另一个关键特征是，一些细菌为了适应恶劣环境而经历的物理变化使它们几乎对人类免疫系统"隐形"。事实上，在某些情况下，它们的体积会缩小，当Zaccaria将它们引入外周血单核细胞(PMBCs，一种人类免疫细胞)时，这些细胞产生的细胞因子(cytokines)和活性氧物质减少，而这些物质通常是它们用来消灭入侵者的武器。换句话说，能够在火星表面存活的细菌由于为了在那里生存而经历的生理变化，可能对宇航员更具致病性。
论文的第二部分聚焦于风化层——以及月球尘埃——对宇航员自身的伤害。为了测试这一点，Zaccaria将体外培养的人类上皮细胞（即人体呼吸道内壁细胞）和活体小鼠分别暴露于月球玄武岩模拟物(Lunar Mare Simulant)和火星全球模拟物(Martian Global Simulant)中。不出所料，吸入这种尘埃对人类细胞和小鼠都是一种令人痛苦的经历。虽然阿波罗(Apollo)宇航员曾抱怨"月球花粉症"，但Zaccaria详细记录了这些细胞的具体反应：局部组织炎症、嗜中性粒细胞增多症(neutrophilia，即因组织损伤而导致的白细胞活性增加)以及控制粘液产生和肺纤维化的基因活性增强——这些都是慢性呼吸道疾病的前兆。值得注意的是，月球尘埃模拟物比含高氯酸盐的火星模拟物更具破坏性。
论文的第三部分聚焦于验证我们在向其他世界发送机器人探测器时所使用的行星保护协议。在这些实验中，Zaccaria评估了真核生物(eukaryotes)在前往木星或土星卫星途中能够承受的极限条件。他注意到酵母(yeasts)实际上拥有所有微生物中最高的存活率之一。在进行了一些转录组(transcriptomic)分析后，他意识到一些微生物（如R. frigidalcoholis）会故意暂停自身的生长周期，以专注于DNA修复。
然而，同样的论点也适用于这些实验——环境条件是按顺序而非并行引入的，因此这不一定能准确反映微生物在太空环境中将面临的实际状况。话虽如此，我们自己的行星保护协议也是按顺序执行的，因此需要确保我们设计的协议能够考虑到所有可能存活的微生物（包括酵母）这一论点完全有效。
随着我们向太空扩张，我们需要更好地了解我们的生物伴侣——无论它们是受欢迎的还是不受欢迎的——以及它们如何在这些条件下生存。像这篇论文这样的研究正是我们实现这一目标的途径，随着我们收集更多关于菌株如何应对太阳系中不同环境的信息，我们将更多地了解地球生命极限的边界。
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