国际空间站(ISS)上两名NASA宇航员被困九个月的地方过于干净,导致机组人员生病,一项新的研究显示。
宇航员通常在轨道实验室生活最多六个月,但NASA的苏妮塔·威廉姆斯和巴里·威尔莫尔在那里被困了九个多月。
在这些长期任务中,宇航员经常经历免疫系统功能障碍、皮肤皮疹和炎症症状,但科学家们一直难以确定这些太空飞行副作用的确切原因。
现在,新的研究表明这些问题可能与“飞船过度无菌的性质”有关。
地球上大约有一万亿种微生物,其中一些会使人患病,而另一些则在保持人体健康方面起着关键作用。
我们体内的有益细菌可以增强免疫系统、抵御感染、帮助消化食物、控制炎症反应等。
但国际空间站上的微生物多样性远低于我们的地球家园,大多数生活在那里的物种是由宇航员带去的,研究人员发现。
空间站上缺乏有益细菌可能会抑制宇航员的免疫系统,使他们更容易患上皮疹、唇疱疹、真菌感染、带状疱疹和其他疾病。
研究团队与宇航员合作,对国际空间站上的803个不同表面进行了采样,创建了迄今为止最全面的空间站微生物组调查。
一旦样本带回地球,科学家们对其进行了分析,以确定存在哪些细菌种类和化学物质。
为了了解这些细菌和化学物质是如何相互作用的,他们还创建了三维地图,展示了每个细菌和化学物质在国际空间站上的位置。
总体而言,人类皮肤是整个空间站微生物的主要来源,几乎每个表面上都发现了清洁产品和消毒剂中的化学物质。
但微生物群落和化学物质在每个空间站模块中有所不同,这些差异似乎由模块的用途决定。
不出所料,餐饮和食品准备区域含有更多与食物相关的微生物,而厕所区域则含有更多与尿液和粪便相关的微生物。
总的来说,研究人员发现空间站的微生物组比大多数陆地环境的多样性要低得多。
国际空间站的样本与从工业化的、孤立的地球环境中采集的样本最为相似,如医院、封闭栖息地和城市化地区的家庭。
研究团队发现证据表明,空间站表面高水平的消毒剂和清洁化学品正在抑制其微生物组的多样性。
“我们注意到,国际空间站表面消毒剂的数量与空间站不同位置的微生物多样性高度相关,”共同第一作者、加州大学圣地亚哥分校博士后研究员赵娜说。
这可能导致居住在国际空间站上的宇航员出现某些健康问题。
“无菌环境实际上并不是最安全的环境,”研究合著者、加州大学圣地亚哥分校教授罗布·奈特告诉Space.com。
“接触环境中的有益微生物对于维持健康非常重要——这并不奇怪,因为作为人类,我们已经与这些环境微生物共同进化了数百万年。”
研究人员得出结论,增加空间站上的微生物多样性可以减少太空飞行的一些健康风险。
“未来的建筑环境,包括空间站,可以通过有意培养更多样化的微生物群落来受益,这些群落更好地模拟了在地球上自然接触到的微生物暴露情况,而不是依赖于高度消毒的空间,”共同第一作者、前加州大学圣地亚哥分校生物技术研究员罗道夫·萨利多说。
但研究人员表示,这并不意味着要牺牲卫生。
“在花园里接触健康的土壤与在严格封闭的环境中浸泡在自己的污垢中是有很大区别的,后者就是我们在没有持续输入外部健康微生物源的情况下会发生的情况,”奈特在一份声明中说。
“如果我们真的希望生命在地球以外繁荣发展,我们不能只把生命树的一个小分支发射到太空中,然后希望它能成功,”萨利多说。
“我们需要开始思考应该将哪些其他有益的伴侣发送给这些宇航员,以帮助他们建立可持续且有益的生态系统。”
但在我们能做到这一点之前,还需要进一步的研究来评估在地球上对人类有益的微生物在太空中是否会变得有害。
这种风险可能源于国际空间站上的微生物多样性不足,这可能导致某些物种迅速繁殖并超过安全水平,或者由于太空辐射导致细菌基因突变增加。
“这些因素可以在进行昂贵的太空实验之前在地球上进行测试,”奈特告诉Space.com。
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