監(jiān)測微生物以保持Marsonauts健康

根據(jù)開放獲取期刊Microbiome發(fā)表的一項(xiàng)研究，為了確保宇航員在長途太空任務(wù)(如火星之旅)中獲得安全的環(huán)境，重要的是要監(jiān)測微生物如微生物如何適應(yīng)航天器上的受限條件。

該研究的通訊作者，愛丁堡大學(xué)的Petra Schwendner博士說：“到目前為止，人們對長期禁閉對生活在棲息地內(nèi)的微生物的影響知之甚少，這些微生物可能有一天會被用來到其他星球旅行，微生物群的結(jié)構(gòu)是否隨時(shí)間而變化。我們是第一個(gè)全面的長期研究，調(diào)查封閉棲息地- 模擬航天器 -的微生物負(fù)荷，多樣性和動(dòng)態(tài)，持續(xù)520天，模擬飛行的整個(gè)持續(xù)時(shí)間去火星。”

來自德國，英國和奧地利的德國航空航天中心(DLR)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，除了作為棲息地內(nèi)人類相關(guān)細(xì)菌主要來源的船員外，限制似乎是塑造細(xì)菌群落 - 微生物群 - 隨著時(shí)間的推移保持高度動(dòng)態(tài)。

研究人員表示，人類相關(guān)的微生物，包括芽孢桿菌和葡萄球菌是最常見的，表明人類是微生物傳播的主要來源。例如，經(jīng)常在鼻子，呼吸道和皮膚上發(fā)現(xiàn)的葡萄球菌可能通過船員脫落的皮屑散開。雖然葡萄球菌不會總是引起疾病，但它是皮膚感染的常見原因，特別是在免疫系統(tǒng)較弱的個(gè)體中。

為了找出空氣中和航天器內(nèi)表面上可能存在的細(xì)菌種類以及人類居住期間微生物群的組成如何變化，六名男性“Marsonauts”的工作人員居住在模擬航天器內(nèi)，位于在莫斯科，從2010年6月3日至2011年11月5日。在隔離期間，機(jī)組成員仍然完全被限制 - 他們從未離開過封閉的棲息地。在載人火星任務(wù)期間模擬條件，他們遵循嚴(yán)格的飲食和時(shí)間表，包括清理?xiàng)⒌睾瓦M(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。他們使用空氣過濾器和拭子在18個(gè)時(shí)間點(diǎn)從20個(gè)位置(9個(gè)空氣，11個(gè)表面)收集了360個(gè)微生物樣本。

雖然模擬航天器的所有區(qū)域都存在相同細(xì)菌的核心微生物群，但作者注意到每個(gè)單獨(dú)區(qū)域或模塊的特定細(xì)菌特征，表明 - 與其他室內(nèi)環(huán)境非常相似 - 微生物存在與人類相關(guān)存在以及區(qū)域用于的活動(dòng)類型。公共區(qū)域，睡眠區(qū)域，健身房和廁所的細(xì)菌數(shù)量最多，多樣性最多，而醫(yī)療模塊內(nèi)的細(xì)菌數(shù)量最少。

Schwendner博士說：“我們也看到了清潔劑的影響。雖然我們找到了一些微生物熱點(diǎn)，其中細(xì)菌數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，但我們很驚訝地發(fā)現(xiàn)整體細(xì)菌數(shù)量在可接受的范圍內(nèi)由于適當(dāng)?shù)那鍧嵈胧?，棲息地?nèi)的微生物群落始終處于受控狀態(tài)，對船員沒有風(fēng)險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)很小。“

研究人員還注意到，隨著時(shí)間的推移，微生物多樣性顯著下降，這意味著存在的細(xì)菌種類較少。這組作者說，這可能表明在長期隔離期間微生物群落內(nèi)可能存在問題。高微生物多樣性通常與系統(tǒng)穩(wěn)定性和健康有關(guān)。

Schwendner博士說：“除了船員潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)之外，這些微生物中的一些可能會對航天器產(chǎn)生負(fù)面影響，因?yàn)樗鼈儠^續(xù)生長并可能損壞航天器材料。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可能需要采取措施避免開發(fā)高抗性，適應(yīng)性微生物，完全喪失微生物多樣性。我們的研究為棲息地維護(hù)質(zhì)量提供了寶貴的見解，并改進(jìn)了適當(dāng)?shù)奈⑸锉O(jiān)測方法的選擇，從而可以制定有效和充分的對策。

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