没有地球生物能暴露在太空中生存?NO,来看看这种耐辐射球菌
这种细菌在空间站外整整存活了一年
把一组(实验组)的耐辐射D菌放进太空一年后与地球上的耐辐射D菌(对照组)的比较发现,实验组的耐辐射D菌存活率要低一些,并且活下来的耐辐射D菌也与对照组不同,推测是太空环境使其基因改变。
在太空中度过一整年,可不是一件简单的事。只要问问美国宇航员斯科特.凯利就知道了,他于2015年在国际空间站(ISS)呆了一年。
他在太空的长期停留,改变了他的DNA、染色体端粒和肠道微生物群,他的骨量流失、骨密度降低。回到地球三个月后,他的脚仍然在疼痛。
但在国际空间站的保护之外,裸露在太空中生存,那又更完全是另一回事了。太空里,紫外线辐射、真空环境、巨大的温差和失重,都是严重的威胁、伤害。
所以,当人类首次在一罐肉罐头中发现一种细菌——耐辐射球菌,这种细菌在国际空间站加压舱外,一个特别设计的平台上存活了一年后,仍然保持活性,实在是太令人惊讶了,这有着重大的意义!
研究人员已经对这些生命力超强的微生物,进行了一段时间的研究;早在2015年,一个国际团队设立了Tanpopo项目,在日本实验舱Kibo外,做太空暴露实验,以测试高耐受力菌种。
而结果是:耐辐射球菌完美的通过了测试!
将细菌细胞脱水后的标本,送到国际空间站,并放置在一个无遮蔽的平台上,持续暴露在太空环境中;细胞位于玻璃窗后面,玻璃窗能阻挡波长低于190纳米的紫外线。
来自奥地利、日本和德国的研究团队,在他们的新论文中写道:"这项研究的成果,可能会提高人们对行星保护问题的关注意识。例如,火星大气层,能够吸收波长低于190-200纳米的紫外线辐射。所以,为了模拟火星这种环境状况,我们在国际空间站外的实验平台上,把细胞置于一层二氧化硅玻璃窗后面。"
"其实,这并不是耐辐射球菌,在以上这样的条件下保存的最长时间——早在八月份,我们就发表说:一组细菌样本,被留在那里整整三年。"
但研究团队并没有试图创造新的时长纪录,而是更想弄明白:耐辐射球菌,为什么能在那样的极端条件下保持良好的活性。
扫描电镜照片:耐辐射球菌对照组(左),LEO暴露实验组(右)。
(图片来源:奥特等人,微生物学期刊《 Microbiome 》,2020年)
因此,在经历了一年的辐射、极寒和极沸的温度、以及失重的情况下,研究人员们让这些经历太空旅行的细菌,回到地球。两组脱水的细菌样本——一组"对照组"在地球环境经历一年,另一组"实验组"在地球低轨上暴露一年——再水化,然后观察对比两组之间的差别。
虽然,与对照组相比,实验组细菌的存活率要低得多,但存活下来的细菌似乎表现良好。而且,它们经过太空暴露后,变得与地球上的同类有点不一样了。
研究团队发现,实验组细菌表面覆盖着很多小突起或小泡,并触发了某些细胞修复机制,一些蛋白质和信使核糖核酸,变得更多更加丰富。
他们没有把握确知,为什么细菌表面会形成这些小泡(见上图),不过,他们对此有一些推测、想法。
他们提到:"结束地球低轨道暴露,实验组细菌回到地球环境恢复后,表面的众多小泡,能产生快速的应激反应。通过减少应激产物,提高细胞存活率。另外,外膜囊泡可能含有蛋白质,这对于营养物质获取、DNA转移、毒素运输和群体感应效应分子运输,非常重要,能在太空暴露后,激发抵抗机制。"
这类研究有助于我们了解,细菌是否能在宇宙中的其他星球生存,是否能在星际旅行中生存。这变得越来越重要,因为我们以及我们携带的细菌微生物等,正在试图驶向比月球更远的太阳系,或者,未来某天,驶向宇宙更深处。
维也纳大学的生物化学家特提亚纳.米洛耶维奇说:"这些研究有助于我们了解,能在地球以外存活的生物,它们的生存机制和生命进程。让我们学到:怎样适应外太空的恶劣环境,并存活。比如,实验结果表明,耐辐射球菌,由于其高效的分子反应系统,有可能在低轨太空环境中存活更长的时间,这意味着,具备这种能力的生物有机体,就可以实现更长、更远的星际旅行。"
BY: JACINTA BOWLER
FY: 椒椒
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