细菌很难被消灭。我们虽然擅长杀死它们中的大部分,但要彻底消灭它们中的最后一个几乎是不可能的。当你坐完公交车洗手或擦拭厨房台面时,这影响不大。但当你试图保护整个银河系免受我们的细菌侵害时,这影响就大多了。
NASA有一个专门负责这项工作的办公室——行星保护办公室——即使是他们也知道,我们永远无法彻底清除宇宙飞船上的细菌搭便车者。根据火箭的目的地不同,有一些规定规定了可接受的污染量,但可接受的水平永远不是“零”。因此,国际空间站已经长出了自己的微生物群落,这并不令人意外。
这是一个相当小的、封闭的空间,许多细菌可以在其中茁壮成长,因此任何存活下来的生物体都会随着国际空间站绕地球高速飞行而自由繁殖。它们逃过了多层消毒程序,并将不适宜居住的空间站变成了它们的家园。现在,科学家们想研究它们。于是,研究人员将DNA采样工具送到了254英里高空,擦拭了国际空间站周围的15个地点,然后将样本带回地球分析细菌DNA。这是他们发现的结果。
国际空间站有点像一个家,而不是一个人
当然,这是从微生物学的角度来说的。地球上几乎所有东西都有某种微生物群落,仅仅是因为细菌喜欢住在特定的地方,一旦它们定殖了一个区域,就会在那里停留。这包括从狐獴的腺囊到门把手(科学家们对两者都同样感兴趣)。
就像你的沙发、浴室水槽以及特别是你的手机一样,你的门把手也有一个相当永久性居住的细菌群落。你的身体的各个角落和缝隙也有各种微生物群落,这些微生物群落与你家的细菌印记有关,但最终还是不同的。
如果你要对国际空间站进行分类,你可能会把它归入与房子相同的语义范畴。这是一个人们长期居住的地方,虽然它以每秒4.76英里的速度移动,但仍然相当宜居。然而,如果国际空间站拥有与地球上的房子完全相同的细菌,那将是令人惊讶的。一个家从住在那里的其他生物那里获得微生物,同时也从外部世界获得。窗户进来的空气会带来一些细菌,从院子里带进来的泥土以及每周带回家的杂货也会带来细菌。暴露在充满各种污染物的我们的大气中,会影响到定殖在家中的细菌种类。
国际空间站没有这种暴露。在空间站上打开窗户是不可取的,而且其气闸门很少允许外部人员进入。
因此,当这些微生物基因组学专家发现国际空间站没有像家一样的细菌特征时,他们转而考虑人体。最可能的污染源是在空间站上的宇航员,因为他们不能用有毒化学品擦洗,也不能放入高压高温的灭菌釜来杀死残留的微生物。也许国际空间站是被通常生活在我们体内的细菌所定殖的。
但事实证明,人体细菌群落与国际空间站的微生物群落之间的差异,甚至比与家居细菌群落之间的差异还要大——这包括皮肤细菌。科学家们没有直接从宇航员身上取样,可惜的是,但他们能够通过其他研究的数据来比较国际空间站的细菌与人体细菌。之前的项目曾用棉签采集了各种身体部位的数据并发布了这些数据,基因学家发现这些数据与国际空间站的细菌群落有很大不同。
这并不是说这些细菌完全不是来自人类。事实上,所有微生物都与人类有关,只是国际空间站的微生物群落模式与家庭或人体都不完全匹配。最常见的细菌类型,放线菌目,与许多其他 aboard 空间站的主要微生物一样,来自皮肤或口腔。
然而,需要注意的是,他们发现的并非所有细菌都仍然存活。就像在你的房子里一样,许多死去的微生物最终会进入太空,而本研究使用的测序方法并未排除非活体细菌。它更像是一个死活混合的生物体的混合物——如果你愿意,可以说是一个微生物的混合体。
在宇宙飞船上有一些细菌可能是一件好事
当人类最终前往火星时,我们不想污染它。但我们也不想在漫长的旅途中完全生活在无菌环境中。
先前的研究表明,在国际空间站上长期居住的宇航员在返回地球后免疫功能会降低。对于那些能够返回医疗保健系统并且在短时间内(至少与火星之旅相比)离开这个星球的人来说,这不算什么大事。但如果我们计划将人们送往长达数年的任务,我们需要确保他们的免疫系统仍然能够抵抗疾病。任何可能逃过消毒程序的有害病原体都可能杀死免疫力减弱的宇航员。
即使没有致命的病原体,我们理解我们在太空中培养的细菌环境也很重要。国际空间站是我们目前研究这一点的方式,但在不久的将来,宇宙飞船可能会成为人们的长期住所。了解我们随身携带的微生物种类将会很有帮助。