Mikroby w kosmosie – czy bakterie z ludzkiego ciała przetrwają przeciążenie 30 g?

Historia załogowych lotów kosmicznych rozpoczęła się 9 czerwca 1946 roku, gdy zdobyta przez Amerykanów w hitlerowskich Niemczech rakieta V-2 wyniosła poza umowną granicę kosmosu pierwszy żywy organizm. Tym żywym organizmem, a raczej całą chmarą, były muszki owocówki. Zasobnika nie udało się odzyskać, ale rok później powtórzono test. Okazało się, że muszki po podróży w kosmos mają się świetnie, a przeciążenia nie wywołały u nich żadnych znaczących zmian.

Kosmiczny zwierzyniec

Potem wysyłano w kosmos różnorodne zwierzęta: pająki, myszy, makaki, szympansy, psy, a nawet kota i żółwie. Oczywiście w międzyczasie wysłano też człowieka. Jednak na tym nie skończyło się badanie żywych organizmów, szczególnie tych najdrobniejszych. W 1960 roku Związek Radziecki wysłał na orbitę satelitę z bakteriami E.coli, Staphylococcus i Enterobacter/Aerobacter aerogenes.

W 1992 roku wahadłowce pozwoliły na zbadanie pełnego cyklu rozwoju nicieni. 15 lat później w kosmos poleciały niesporczaki, a w ostatnich latach drożdże i archeony. A w 2022 roku australijscy badacze z Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) wysłali w kosmos spory bakterii Bacillus subtilis – mikroorganizmu wspierającego układ odpornościowy, zdrowie jelit oraz krążenie krwi. Wyniki długotrwałych analiz tego eksperymentu zostały właśnie opublikowane na łamach „Microgravity”.

Co badano w najnowszym eksperymencie?

Celem eksperymentu było sprawdzenie, jak bakterie poradzą sobie w warunkach startu, mikrograwitacji oraz ponownego wejścia w atmosferę. Jest to szczególnie ważne, ponieważ bakterie takie, jak B. subtilis, mogą okazać się niezbędne do długotrwałego podtrzymywania życia poza Ziemią, np. w przyszłych koloniach na Marsie.

Dlaczego? Bo w naszych ciałach jest porównywalna liczba komórek ludzkich i tych bakteryjnych. Bez wielu z nich po prostu nie jesteśmy w stanie sprawnie funkcjonować, o czym przekonał się każdy, kto długo przyjmował antybiotyki.

Bakterie niczym kierowcy Formuły 1

Australijscy badacze zapakowali szczepy B. subtilis do specjalnego pojemnika, który został zainstalowany na rakiecie. W trakcie startu bakterie były narażone na przeciążenia sięgające 13 g, sześciominutowy stan nieważkości na wysokości około 260 km oraz przeciążenia do 30 g przy ponownym wejściu w atmosferę, gdy rakieta obracała się z prędkością około 220 obrotów na sekundę.

Dla porównania: kierowca Formuły 1 w szczycie zakrętu musi zmierzyć się z przeciążeniem 5 g, a na pilota myśliwca chwilami działa nawet 9 g. Innymi słowy 13 g, na jakie narażone były bakterie, to naprawdę dużo. Nie wspominając o 30 g, czyli przeciążeniu, przy którym wyłącza się elektronika, a ważący 70 kg na Ziemi człowiek zwiększa swój ciężar pozorny do dwóch ton…

Co wykazał eksperyment?

Mimo to po odzyskaniu próbek naukowcy stwierdzili, że struktura spor nie uległa uszkodzeniu, a bakterie rosły tak samo jak na Ziemi.

– Nasze badania pokazały, że ten ważny dla ludzkiego zdrowia typ bakterii potrafi wytrzymać gwałtowne zmiany grawitacji, przyspieszenie i hamowanie – powiedziała profesor Elena Ivanova z RMIT, współautorka badania. – Poszerza to nasze zrozumienie wpływu lotów kosmicznych na mikroorganizmy zamieszkujące nasze ciała. Dzięki temu możemy projektować lepsze systemy podtrzymywania życia dla astronautów w czasie długich misji – kwituje badaczka.

Niezawodne latające bakterie

To pierwsze badanie, w którym mikroorganizmy faktycznie sprawdzono podczas lotu kosmicznego, a nie w symulacji laboratoryjnej. Wyniki mogą pomóc w opracowaniu niezawodnych systemów podtrzymywania życia – obejmujących recykling odpadów, produkcję żywności i uprawę roślin – podczas długoterminowych misji.

Wcześniej mikroby badano na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), gdzie spory przetrwały miesiące w próżni i pod wpływem promieniowania. Jednak ten eksperyment był pierwszym, który uwzględnił pełen cykl stresów rakietowych – od startu po lądowanie. Choć spory B. subtilis są wyjątkowo odporne, badanie stanowi punkt odniesienia dla testowania innych mikroorganizmów, bardziej bezpośrednio powiązanych z ludzkim zdrowiem i rolnictwem.

– Nasze odkrycia mogą pomóc w opracowaniu skuteczniejszych misji poszukujących życia, umożliwiając identyfikację i badanie mikroorganizmów zdolnych do przetrwania w środowiskach, które dotychczas uważano za niegościnne — podsumowuje badaczka.

Źródło: Nature

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.