摘要：2025年，澳大利亚团队开展全球首次实验：将对人体健康至关重要的枯草芽孢杆菌孢子送入60千米高空，经历13倍重力加速、6分钟微重力和30倍重力减速后，孢子仍能正常生长。这对未来火星殖民有何意义？
2025年，澳大利亚团队开展全球首次实验：将对人体健康至关重要的枯草芽孢杆菌孢子送入60千米高空，经历13倍重力加速、6分钟微重力和30倍重力减速后，孢子仍能正常生长。这对未来火星殖民有何意义？
一项全球首创的研究证实，对人体健康至关重要的微生物，能够承受太空发射的极端力量。
各国航天机构计划在未来几十年内将宇航员送上火星，但如果重要的细菌在飞行过程中死亡，那么在这颗红色星球上维持生命将变得更加困难。
如今，由澳大利亚主导的一项研究发现，枯草芽孢杆菌（一种对人体健康至关重要的细菌）的孢子，能够承受快速加速、短时微重力和快速减速的极端条件。
研究人员将这些细菌孢子送入60千米以上的高空，随后在火箭返回地球后对其进行研究。这被认为是全球首次在真实太空环境条件下开展此类研究。
该研究的合著者、皇家墨尔本理工大学（RMIT）杰出教授埃琳娜·伊万诺娃表示，这项发现有助于我们更全面地了解生命体如何应对独特的太空环境。
伊万诺娃说：“我们的研究表明，一种对人类健康至关重要的细菌，能够承受重力的快速变化、加速和减速。”
“这一发现拓宽了我们对长期太空飞行如何影响人体共生微生物的理解——这些微生物与我们共生，维持着我们的健康。”
“这意味着我们可以设计更完善的生命支持系统，帮助宇航员在长期任务中保持健康。”
“研究人员和制药公司也可以利用这些数据，在微重力环境中开展创新性的生命科学实验。”
自20世纪70年代以来，人类已能在空间站短期驻留，但要在未来建立火星殖民地，需要维持人类数十年的健康生存——而枯草芽孢杆菌这类细菌对此至关重要。枯草芽孢杆菌有助于支持人体免疫系统、维持肠道健康和促进血液循环。
在这项研究中，研究人员将枯草芽孢杆菌的孢子装入探空火箭，送入太空边缘。火箭在短时间内经历了多种极端条件，包括快速加速、减速和极低重力。
尽管已知枯草芽孢杆菌比其他微生物更耐受恶劣环境，但对这种细菌的测试，为后续研究其他更脆弱的生物体奠定了基准。
在发射过程中，火箭在第二级燃烧阶段承受的最大加速度约为13倍重力（13g）。
当火箭到达约60千米的高度后，主发动机熄火，进入失重状态（即微重力环境），这一状态持续了超过6分钟。
在返回地球大气层的过程中，有效载荷承受了极端减速，所受力量高达30倍重力（30g），同时还以每秒约220转的速度旋转。
飞行结束后，研究人员发现，这些孢子的生长能力没有发生变化，结构也保持完整——这表明这种对人类健康至关重要的微生物能够承受太空旅行的考验。
皇家墨尔本理工大学太空科学专家盖尔·艾尔斯副教授表示，了解微生物如何在太空中存活，对未来太空探索至关重要。
“这项研究加深了我们对生命体如何承受恶劣环境的理解，为未来火星及更远距离的探测任务提供了宝贵见解，”她说。
“确保这些微生物能够承受高加速度、近失重和快速减速，有助于我们更好地保障宇航员的健康，并开发可持续的生命支持系统。”
了解微生物的生存极限，可能会推动生物技术领域的创新，使微生物能在地球上的极端环境中发挥作用。
伊万诺娃说：“这项研究的潜在应用远不止太空探索。”
“这些应用包括开发新的抗菌疗法，以及提升我们对抗抗生素耐药性细菌的能力。”
“虽然目前我们离实现这些应用还有一段距离，但现在我们有了一个基准，可以指导未来的研究。”
艾尔斯表示，这项发现也有助于我们更全面地了解生命体如何应对独特的太空环境。
“微生物在维持人类健康和环境可持续性方面发挥着关键作用，因此它们是任何长期太空任务都必须考虑的重要因素，”她说。
“对微生物在恶劣环境中韧性的深入了解，也可能为发现地外生命开辟新的可能性。”
“这有助于我们开发更有效的生命探测任务，帮助我们识别和研究那些可能在以往认为不适宜居住的环境中存活的微生物生命形式。”
皇家墨尔本理工大学与太空科技公司ResearchSat、药物递送公司Numedico Technologies合作开展了这项研究。研究过程中，细菌样本从墨尔本运送到瑞典。
此次发射由瑞典太空公司（Swedish Space Corporation）主持，所使用的定制3D打印微管支架，由ResearchSat和皇家墨尔本理工大学联合开发。
样本的制备和后续分析工作，在皇家墨尔本理工大学显微镜与微分析设施完成。该设施配备了最先进的电子显微镜、表面分析和微分析仪器。
目前，该团队正在寻求更多资金，以进一步推进微重力环境下的生命科学研究，这可能会推动药物递送、药物研发和化学领域的进步。
枯草芽孢杆菌能扛住太空旅行的极端条件，为火星殖民的生命支持系统提供了可能。如果未来火星基地需要携带微生物，你觉得除了肠道细菌，还应优先考虑哪些功能的微生物？
来源：佳佳聊科学
