太空旅行的細菌可能長勢更旺，并且回到地球優(yōu)勢仍然存在

一項新的研究表明，太空中的失重環(huán)境會影響細菌的遺傳物質(zhì)，使之繁殖能力變得更強。而適應(yīng)太空的細菌回到地球表面的重力環(huán)境當(dāng)中后，這種優(yōu)勢仍然存在。

科學(xué)家們多年來一直在研究細菌進入太空后的表現(xiàn)。宇航員的免疫系統(tǒng)在太空中會減弱，因此評估長時間飛行的感染風(fēng)險是很重要的工作。此前的研究發(fā)現(xiàn)，太空中失重的環(huán)境可以讓細菌聚集成獨特的結(jié)構(gòu)，說明太空對微生物有著獨特的影響。

在最新的研究當(dāng)中，美國休斯頓大學(xué)的 Madhan Tirumalai 和同事將大腸桿菌放置在模擬失重的旋轉(zhuǎn)機器當(dāng)中，并使之繁殖超過 1000 代，比此前的研究長得多。

當(dāng)突變的細菌離開失重環(huán)境，并和普通的大腸桿菌在同一個培養(yǎng)皿上生長時，前者長出的菌落是后者的三倍多。并且在繁殖超過 30 代后，這種優(yōu)勢還能保持 72%。這意味著基因的突變是永久性的，而不僅僅是臨時性的調(diào)整。

研究人員分析了得到細菌的遺傳物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了 16 個突變。目前還不知道這些突變是單打獨斗還是團結(jié)協(xié)作，但它們的作用很明顯——讓大腸桿菌的繁殖能力顯著提高。

一些突變與形成生物膜的能力相關(guān)，這種保護性的外膜是有組織的細菌群體，可以把內(nèi)部的細菌包裹起來，讓細菌變得更強。研究中所選取的大腸桿菌是相對無害的細菌，Tirumalai 計劃用其它細菌做進一步的實驗，以評估長期太空任務(wù)的風(fēng)險。

這個發(fā)現(xiàn)不僅提示了太空旅行中的健康風(fēng)險，也警示我們對太空旅行回到地面的細菌保持警惕。但好消息是，除了標(biāo)準(zhǔn)的消毒措施，太空中沒有抗生素濫用，Tirumalai 實驗中的突變細菌與普通細菌一樣能被抗生素重挫。也就是說，人類仍然有辦法對付這些太空歸來的微生物，抗生素仍然是一道有力的防線。

空間微生物學(xué)一直是科學(xué)研究的熱點。MERCCURI 項目一直在將地球上的細菌與國際空間站上的微生物進行比較。一項 2007 年的研究表明沙門氏菌在太空中毒性變得更強了。2013 年的研究發(fā)現(xiàn)綠膿桿菌在太空中生長速度更快，且形成了正常重力環(huán)境中沒有的生物膜、柱子和傘蓋的結(jié)構(gòu)。

盡管微生物沒有頭和腳，但重力仍然對它的生活影響巨大。養(yǎng)分和水進出細胞依賴擴散作用，在失重環(huán)境下，細菌形成生物膜等結(jié)構(gòu)，減少了細胞的表面積，從而影響水和養(yǎng)分的擴散。

此外，科學(xué)家們也在研究宇航員腸道中的微生物。他們收集飛行前后和過程當(dāng)中的糞便，其中一位機組人員還將與他地球上的雙胞胎兄弟做腸道菌群的比較。

有人的地方就有細菌。無論人類的步伐邁向多遠，都會攜帶細菌一同前往。空間微生物學(xué)還有很多問題等待解答，只有不斷的深入研究，才能有效控制細菌對太空任務(wù)的影響。

參考文獻 DOI：10.1038 / s41526-017-0020-1

題圖 《異星覺醒》劇照

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