当火箭发射时，所产生的力量足以使金属变形并将人体推向极限。然而，枯草芽孢杆菌——一种支持肠道健康的常见细菌——现已证明它可以经受住进入地球轨道的严酷旅程。
在《npj Microgravity》杂志发表的一项研究中，一个澳大利亚主导的团队将枯草芽孢杆菌孢子送至太空边缘，以测试它们能否承受太空飞行条件。细菌不仅承受了高达地球重力13倍的加速度、数分钟的失重状态以及返回时30g的减速度，而且完好无损地返回。
“我们的研究表明，一种对健康至关重要的细菌能够承受快速的重力变化、加速度和减速度，”皇家墨尔本理工大学特聘教授、该研究的合著者埃琳娜·伊万诺娃表示，“这拓宽了我们对长期太空飞行对人体内维持健康的微生物影响的理解。”
太空旅行的微生物
当宇航员前往国际空间站、月球或更远的地方时，他们并非孤身一人。每个人体内都携带数万亿微生物，这些微生物在体内外形成 vital 生态系统。它们帮助消化食物、塑造免疫力，甚至影响心理健康。维持这些微生物的良好状态对人类健康至关重要。
迄今为止，大多数太空微生物学研究都集中在国际空间站上停留数周或数月的微生物。这些实验表明，细菌在轨道中可能表现异常，例如形成更厚的生物膜、改变基因表达，有时甚至对抗生素的抵抗力增强。但很少有研究人员考察实际发射和返回过程中的情况——这是任何任务中最剧烈的两个阶段。
这正是此次飞行的独特之处。皇家墨尔本理工大学团队与澳大利亚太空初创公司ResearchSat及瑞典航天公司合作，将冻干的枯草芽孢杆菌孢子装入定制的3D打印微管支架中，并从瑞典北部的埃斯兰奇航天中心搭乘两级探空火箭发射升空。
在上升阶段，火箭达到257公里的高度，技术上已越过标记太空边界的卡门线。它在第二级燃烧期间经历了最高13g的加速度，随后是363秒的微重力状态——即超过六分钟的近失重状态。接着是返回过程：当飞行器重新进入大气层时，它以每秒220转的速度旋转，并在降落伞打开前承受高达30g的减速度。
当有效载荷被回收并检查细菌时，团队发现孢子的形状及其萌发能力均未发生变化。在扫描电子显微镜下，它们看起来与地面样本完全一致。
此发现的重要性
对伊万诺娃及其同事而言，这一结果表明某些对人类健康至关重要的细菌远比我们想象的更顽强。“通过确保这些微生物能够承受高加速度、近失重和快速减速度，我们可以更好地支持宇航员健康并开发可持续的生命支持系统，”皇家墨尔本理工大学的副教授盖尔·艾尔斯表示。
但这一发现也引发了一些疑问。如果地球细菌能经受住太空飞行的暴力过程，它们是否可能意外 hitchhike 到火星？行星保护专家长期以来一直担心，这些顽强的微生物可能在火星土壤中扎根，从而干扰未来对火星生命的搜寻。
尽管如此，直接的影响更贴近现实。理解微生物的韧性可帮助科学家设计新技术，从空间栖息地的益生菌系统到微重力环境下的药物递送改进方法。伊万诺娃补充道：“这项研究的潜在应用远不止于太空探索，包括开发新型抗菌治疗手段和增强我们对抗抗生素耐药细菌的能力。”
尽管具有强韧性，枯草芽孢杆菌首先是一种益友而非敌人。这种细菌存在于土壤和人类肠道中，支持消化和免疫健康。它的孢子能耐受高温、辐射，而正如本研究所示，还能承受太空飞行的湍流。
“值得注意的是，在经历如此快速且极端的加速度、微重力和减速度事件后，这些太空孢子在形态或活性上均未表现出任何变化，”作者在论文中写道。
目前，皇家墨尔本理工大学团队正专注于实际目标。他们正在寻求资金以继续微重力研究，希望这些微小的旅行者能教会我们如何在远离家园的环境中生存——甚至可能 thriving。
正如伊万诺娃所言：“它拓宽了我们对生物体如何响应太空独特环境的整体理解。”
【全文结束】
