对人类健康至关重要的微生物已被证明能够抵抗太空旅行的极端力量,这为未来长期任务中维持宇航员健康带来了希望。
澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT University)的研究人员将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的孢子——一种已知支持人类免疫系统、肠道健康和血液循环的细菌——放入3D打印的微管支架中,通过探空火箭飞行测试它们在发射、微重力和再入大气层过程中的压力下的表现。像枯草芽孢杆菌这样的细菌对于维持数十年的人类生命至关重要,这是建立地球以外存在(如未来的火星殖民地)的必要条件。
这些微生物经历了高达地球重力13倍的加速度、在约162英里(260公里)高度的6分钟失重期,以及在下降过程中每秒旋转约220次、达到30g的严酷减速。回收后,科学家发现孢子结构没有显示出任何受损迹象,并且生长情况与在地球上相同,据该大学的一份声明称。
"我们的研究表明,对人类健康重要的一种细菌能够承受快速的重力变化、加速和减速,"该研究的合著者、RMIT大学教授埃琳娜·伊万诺娃(Elena Ivanova)在声明中表示。"这扩大了我们对长期太空飞行对人体内微生物影响的理解,这些微生物生活在我们体内并保持我们的健康。这意味着我们可以为宇航员设计更好的生命支持系统,使他们在长期任务中保持健康。"
宇航员依赖健康的微生物组来帮助调节消化、免疫力和整体健康,尤其是在延长的任务期间。知道有益细菌能够承受太空飞行的严酷过渡阶段,表明它们可以安全地携带到月球、火星及更远的旅程中。
这项研究是首次在实验室外测试细菌对真实太空飞行条件的反应,其发现有助于为未来长期太空任务中的废物回收、食品生产和植物生长开发可靠且可持续的生命支持系统。
微生物以前曾在国际空间站(ISS)上进行过研究,那里的孢子在无空气的太空真空中暴露数月并承受强烈辐射。这项实验的独特之处在于它专注于从发射到着陆的火箭飞行的真实压力。虽然枯草芽孢杆菌孢子异常坚韧,但研究人员表示,该研究为测试其他与人类健康和农业更直接相关的微生物提供了一个基准。
理解微生物在恶劣环境中的韧性对地球也有好处,它帮助科学家开发新的抗菌治疗方法和对抗耐抗生素细菌的策略,同时为寻找其他星球上的生命提供了新的线索。
"它可能指导更有效的生命探测任务的开发,帮助我们识别和研究可能在以前被认为不宜居的环境中茁壮成长的微生物生命形式,"伊万诺娃在声明中表示。
他们的研究结果于10月6日发表在《npj微重力》期刊上。
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