从中国天宫空间站采集的拭子样本显示,发现了一种地球上未曾见过的细菌,其特性或许有助于它在距离地球表面数百公里的恶劣环境中生存。
来自神舟太空生物技术集团和北京空间飞行器系统工程研究所的研究人员以空间站的名字为这一发现命名,并表示,对“天宫尼亚利氏菌”(Niallia tiangongensis )及类似物种的研究,对于保护宇航员健康和保障长期太空任务中航天器的功能 “至关重要”。
2023年5月,神舟十五号乘组从空间站的一个舱室内采集了这些拭子样本,这是中国空间站居住区域微生物组计划两项调查中的一部分。
后续研究追踪了栖息在空间站环境中的微生物的生长情况,结果显示,其微生物组在组成和功能上都与国际空间站发现的有所不同。
这种新物种似乎与一种已知菌株 “环尼亚利氏菌”(Niallia circulans)关系密切。“环尼亚利氏菌” 是一种杆状、生活在土壤中的细菌,就在几年前,它被重新归类到一个新的属,此前它被认为是芽孢杆菌属的一种致病菌。
与芽孢杆菌属的物种一样,“环尼亚利氏菌” 及其太空 “亲属” 会将关键的化学成分包裹在耐受力强的孢子中,以在极度恶劣的环境中生存。目前尚不清楚 “天宫尼亚利氏菌” 是在空间站中进化而来,还是以孢子形式抵达,并至少已具备了一些独特特征。
根据最近发表的对其基因和功能的分析,这种新物种具有一种独特能力,能够分解明胶作为氮和碳的来源。当环境变得有些恶劣时,它需要构建一层生物膜保护罩来 “避难”,这种能力就派上了用场。
另一方面,它似乎失去了利用其他富含能量物质的能力,而它的 “亲属” 们却乐于享用这些物质。
这不仅表明尼亚利氏菌属可以是一群多样的微生物,还展示了某些种类的细菌能够多么迅速地在我们的轨道栖息地中 “安家”。
对此我们也没有太多办法。对美国国家航空航天局(NASA)用于准备火星 “凤凰号” 任务的 “洁净室” 的检测发现,有数十种微生物菌株属于26个新物种。
(图注:“凤凰号” 火星着陆器在洁净室内。(NASA/JPL – 加州理工学院/亚利桑那大学/洛克希德・马丁公司))
最近对这些新发现细菌的研究发现,它们具有惊人的生存能力,能在我们认为会使环境无菌的条件下存活,这归因于与DNA修复以及对其他微生物会认为有毒的物质的抗性相关的基因。
了解 “敌人” 显然是应对它们的重要一步。如果我们无法阻止它们的存在或它们的适应能力,那么至关重要的是,我们要能够预测微生物将如何适应太空生活。
目前尚不确定 “天宫尼亚利氏菌” 是否会对天宫空间站宇航员的健康构成任何威胁,但鉴于其 “亲属” 有能力在免疫功能低下的患者中引发败血症,且它又有分解明胶的新能力,这种以及其他太空微生物引发健康问题的可能性是一个严重问题。
随着目光投向月球及更远的太空发射任务,了解与我们共享太空的这些微小 “乘客” 如何适应远离家园的生活,变得前所未有的重要。
这项研究发表在《国际系统与进化微生物学杂志》上。
空间站发现未知细菌对宇航员健康的威胁会有多大?