„Obcy” 400 km od Ziemi. Stację kosmiczną zasiedlają kolonie mikrobów nieznanych na naszej planecie

W tym artykule:

1. Bakterie żyją w mikrograwitacji
2. Szczepy antybiotykooporne
3. Mutacja na orbicie
4. Walka z patogenami na orbicie

Naszą planetę zamieszkuje co najmniej bilion gatunków mikroorganizmów. Podtrzymują każdą formę życia i sprawiają, że planeta nadaje się do zamieszkania. Mikroorganizmy były pierwszą formą życia, która pojawiła się na naszej planecie około 3,8 miliarda lat temu. Dwa i pół miliarda lat temu odegrały kluczową rolę w pojawieniu się pierwszej komórki eukariotycznej, od której pochodzą wszystkie zwierzęta i rośliny, w tym ludzie.

Około czterdziestu bilionów (10 do potęgi 12) mikroorganizmów żyje w jelitach każdego człowieka. Mikroorganizmy są esencją życia i siłą napędową ewolucji. Ewoluują z prędkością, która wymagałaby 10 tys. lat eksperymentów w laboratorium tylko po to, aby dorównać jednemu dniu naturalnej ewolucji.

Bakterie żyją w mikrograwitacji

To dość jasno pokazuje, dlaczego mikroby znajdują się wszędzie. Również w kosmicznym domu ludzkości, jakim jest Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS). W dodatku w zamkniętym środowisku stacji panują warunki, które doprowadziły do zmutowania mikrobów w sposób nieobserwowany na Ziemi.

Bakterie jelitowe wpływają na myślenie. Naukowcy znaleźli związek między mikrobiomem a kondycją mózgu

Chcesz mieć sprawny umysł? Zadbaj o swoje bakterie jelitowe – radzą uczeni. Właśnie wykazali, że bakterie te wpływają na kondycję intelektualną.

Już w 2018 roku znaleziono na ISS pięć szczepów mutujących bakterii. Jednak ostatnie badania, opublikowane właśnie w czasopiśmie naukowym „Microbiome Journal”, mówią o 13 kolejnych. Podczas gdy poprzednia analiza wykazała podobieństwa, bardziej dogłębne prace genetyczne sugerują, że pod wpływem stresu środowiskowego szczepy znalezione na ISS mogły mutować na wiele sposobów. Stały się zarówno genetycznie, jak i funkcjonalnie odmienne od tych, które żyją na Ziemi.

Szczepy antybiotykooporne

Zmutowane bakterie, które wzięli pod lupę badacze z indyjskich ośrodków naukowych, to szczepy Enterobacter bugandensis. Jest to patogen oportunistyczny. Czyli taki, który może wywołać chorobę tylko, gdy gospodarz ma obniżoną odporność. Bakteria należy do grona lekoopornych, co oznacza, że część antybiotyków nie jest już skutecznych w jej zwalczaniu.

Właśnie dlatego tak ważne jest zrozumienie tego, co wydarzyło się na orbicie i znalezienie skutecznych środków mogących przeciwdziałać rozwojowi patogenów w środowisku kosmicznym. Bo chory astronauta przebywający na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej może dość szybko wrócić na Ziemię i trafić do szpitala. Gorzej, jeśli taki lekooporny szczep zaatakuje ludzi na trudnych misjach księżycowych lub jeszcze trudniejszych i dłuższych marsjańskich.

Mutacja na orbicie

– Zidentyfikowaliśmy pewne geny obecne wyłącznie w organizmach związanych z ISS, ale nie w ich ziemskim środowisku – napisali autorzy w artykule. Podkreślają, że przeprowadzili kompleksowe badanie pozwalające zrozumieć zawiłości genomu E. bugandensis pochodzącej z ISS . Wyniki porównano ze szczepami ziemskimi, ze szczególnym uwzględnieniem tych związanych z infekcjami klinicznymi.

– Hipotezą kluczową dla naszych badań było to, że osobliwa natura środowiska kosmicznego – odmienna od wszystkiego, co znamy na Ziemi – może napędzać te adaptacje genomowe. Nasze badania ujawniły skomplikowane interakcje mikrobiologiczne, oferując wgląd w dynamikę ekosystemu mikrobiologicznego na ISS – napisali badacze.

Walka z patogenami na orbicie

Zrozumienie, w jaki sposób bakterie ewoluują w kosmosie, jest ważne dla ochrony zdrowia astronautów. A także dla wypracowania alternatywnych metod walki z tymi patogenami. – Zmutowane geny mogą potencjalnie służyć jako cele dla odpowiednio dobranego leczenia przeciwko patogennym mikroorganizmom w unikatowym środowisku ISS – kontynuują autorzy.

Badane szczepy są zintegrowane ze społecznościami wielu różnych bakterii, z których część jest również oporna na wiele leków. Właśnie ta koegzystencja może być kolejnym czynnikiem, który pomógł organizmom z powodzeniem znaleźć swoje nisze w specyficznym środowisku ISS. Środowisku o niskiej grawitacji, wysokim poziomie promieniowania i podwyższonej zawartości dwutlenku węgla.

Poza koniecznością wypracowania metod przeciwdziałającym zagrożeniu, jakie mogą stwarzać mutujące szczepy bakterii, badania te otwierają również realną debatę na temat tego, jak środowisko kosmiczne wpływa na ewolucję życia.

Źródło: Microbiome Journal.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.