زندگی در مدار همیشه دانشمندان را به خود جذب کرده است، اما کمتر کسی انتظار داشت میکروبی یافت شود که پیش از این هرگز روی زمین دیده نشده باشد یک باکتری به نام Niallia tiangongensis در ایستگاه فضایی چین (تیانگونگ) کشف شده است که هم کنجکاوی و هم نگرانی‌هایی را به همراه داشته است این گونه‌ی جدید توسط دکتر جونشیا یوان از گروه زیست‌فناوری فضایی شِنژو در پکن شناسایی شده است، پس از انجام آزمایش‌های دقیق ژنتیکی و بیوشیمیایی تحقیقات اولیه نشان می‌دهد این موجود کوچک به خوبی با محیطی که صدها مایل بالاتر از سطح زمین است سازگار شده و ممکن است دیدگاه‌های جدیدی در مورد چگونگی تطبیق میکروب‌ها با شرایط گرانش کم و تابش شدید ارائه دهد.
چگونه این باکتری فضایی کشف شد؟
ایستگاه‌های فضایی میزبان انسان‌ها، گیاهان و بی‌شمار میکروب هستند. بسیاری از این میکروب‌ها از اعضای خدمه یا بارهای ارسالی وارد می‌شوند، پس تشخیص اینکه آیا میکروبی فقط همراه آمده یا در طول ماموریت صفات جدیدی کسب کرده، دشوار است این یافته عجیب باعث شده تحقیقات بیشتری در مورد اینکه آیا این میکروب بخشی از مجموعه عظیم میکروب‌های زمین بوده یا نه انجام شود متخصصان معتقدند گام بعدی این است که بررسی شود آیا این میکروب پس از قرار گرفتن در شرایط مدار، مهارت‌های بیشتری برای بقا کسب کرده است یا خیر.
خدمه ایستگاه نمونه‌برداری‌هایی را در ماه مه ۲۰۲۳ انجام دادند برای برنامه میکروبیوم منطقه زندگی ایستگاه فضایی چین (CHAMP) دانشمندان امیدوارند این نمونه‌ها بتوانند توضیح دهند چگونه باکتری‌ها به میکروجاذبه واکنش نشان می‌دهند و آیا این تغییرات می‌توانند در آینده خطرناک باشند یا نه این میکروب ریز و میله‌ای شکل است، اما تنها ویژگی خاص آن نیست. باکتری به نظر می‌رسد اسپور تولید می‌کند؛ ساختارهایی مقاوم که به برخی از موجودات کمک می‌کنند در شرایط سخت زنده بمانند.محققان همچنین دریافته‌اند این باکتری به طور منحصر به فردی ژلاتین را تجزیه می‌کند که ممکن است در محیط‌های کم‌مغذی بسیار مهم باشد.
شکل‌گیری بیوفیلم و مقاومت به شرایط سخت و تأثیر باکتری‌های فضایی بر سلامت فضانوردان
متخصصان رفتار میکروب‌ها در ایستگاه‌های فضایی سرنشین‌دار را بررسی کرده‌اند و می‌دانند برخی گونه‌ها می‌توانند بیوفیلم تولید کنند. این ساختارها باکتری را در برابر فشارهای محیطی مقاوم‌تر می‌کنند یک مطالعه تحت رهبری ناسا در ایستگاه فضایی بین‌المللی نشان داد میکروب‌ها گاهی می‌توانند تابش بالای مدار را تحمل کنند.مسافران فضایی پیش از این با خطرات تابش، مشکلات سلامتی ناشی از میکروجاذبه و فشار روانی روبرو هستند. حضور میکروب‌های جدید با پیامدهای سلامتی نامشخص، پیچیدگی این شرایط را بیشتر می‌کند.
برخی سویه‌ها ممکن است بی‌خطر باشند، اما دانشمندان نگران عفونت‌هایی هستند که ممکن است زمانی رخ دهند که گونه‌ای در شرایط گرانش پایین به خوبی رشد کند.ماموریت‌های آینده به ماه یا مریخ ممکن است ماه‌ها یا حتی سال‌ها طول بکشند، پس شناخت هر گونه میکروبی که ممکن است در این مسیر ظاهر شود، اهمیت زیادی دارد.
پروفایل ژنتیکی و احتمال خطر و اهمیت پایش مستمر و واکنش سریع
تحقیقات ژنتیکی نشان می‌دهد این باکتری شبیه به گونه‌ای شناخته شده به نام Niallia circulans است که میتواند باعث عفونت شدید (سپسیس) در افراد دارای سیستم ایمنی ضعیف شود. هنوز مشخص نیست که آیا گونه‌ای که در ایستگاه تیانگونگ است همان خطرات را دارد یا خیر محققان قصد دارند داده‌های ژنتیکی، الگوهای رشد و مقاومت به تابش را در هر دو گونه مقایسه کنند تا دریابند آیا باکتری ایستگاه فضایی ویژگی‌های تهدیدآمیز جدیدی کسب کرده است یا خیر.
ماموریت‌های گذشته نشان داده‌اند باکتری‌ها روی سطوح ایستگاه می‌توانند به تجهیزات آسیب بزنند. ممکن است دستگاه‌ها در معرض فیلم‌های میکروبی قرار گیرند که مواد مهم را تخریب کرده و مسائل ایمنی ایجاد کنند بنابراین حفظ روندهای تمیزکاری کارآمد در محیط‌های محدود بسیار حیاتی است. اگر این میکروب جدید پاک‌سازی دشواری داشته باشد، مهندسین ممکن است مجبور شوند روش‌های حفاظت از سطوح و قطعات را بازنگری کنند.
متخصصان می‌گویند نظارت مداوم و واکنش سریع برای شناسایی و جداسازی گونه‌های ناآشنا بسیار مهم است تا از آسیب‌های احتمالی و خطرات بهداشتی جلوگیری شود.هنوز کسی مطمئن نیست که آیا Niallia tiangongensis به صورت خودبه‌خودی در فضا به وجود آمده یا از زمین همراه انسان‌ها یا بارها به فضا آمده است. ماهیت مقاوم این باکتری نشان می‌دهد ممکن است بیشتر از چند هفته در مدار زنده بماند.
این عدم قطعیت نشان می‌دهد چقدر کم درباره طیف وسیع میکروب‌ها می‌دانیم. تاکنون ده‌ها هزار گونه باکتریایی شناخته شده‌اند، اما میلیاردها گونه کشف نشده باقی مانده‌انددانشمندان همچنین کنجکاوند بدانند وقتی انسان‌ها فراتر از مدار پایین زمین سفر می‌کنند چه اتفاقی می‌افتد. اگر ماموریت‌های طولانی‌مدت با میکروب‌هایی روبرو شوند که به سرعت تطبیق پیدا می‌کنند، نیاز به به‌روزرسانی جدی در پروتکل‌های ضدعفونی و مدیریت زباله وجود خواهد داشت نسل آینده کاوشگران فضایی ممکن است با نگرانی‌های متعددی درباره باکتری‌های مقاوم روبرو شوند مطالعاتی مانند این تلاش می‌کنند که از بروز شگفتی‌های ناخواسته پیشگیری کنند.
هشدار نهایی و آینده پژوهش و کشف میکروب‌های عجیب بیشتر در فضا
محققان قصد دارند روی پاسخ‌های استرسی باکتری و توانایی آن در ترمیم آسیب‌های ناشی از تابش تمرکز کنند. بخشی از تحقیق درباره چگونگی کمک برخی پروتئین‌ها به این سلول‌ها در مقابله با استرس اکسیداتیو است همچنین بررسی می‌شود که خاصیت منحصر به فرد تجزیه ژلاتین این باکتری چطور ممکن است کاربردهای تجاری یا زیست‌فناوری در زمین داشته باشد.
در اطلاعیه مطبوعاتی اولیه آمده است:«هنوز خیلی زود است که بگوییم این باکتری فضایی تهدیدی برای فضانوردان تیانگونگ محسوب می‌شود یا نه.»اهمیت کامل این یافته زمانی روشن‌تر خواهد شد که ارزیابی‌های بیشتری از ویروس‌زایی آن انجام شود با این وجود، سازمان‌های فضایی در سراسر جهان این موضوع را با دقت دنبال خواهند کرد، چون سلامت فضانوردان و تجهیزات ایستگاه در خطر است.
کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند با پیشرفت کاوش‌های فضایی، میکروب‌های عجیب‌تری هم کشف شوند. محیط‌های بسته و محدودیت منابع، شرایطی ایجاد می‌کنند که باکتری‌ها بتوانند به شکل غیرمنتظره‌ای جهش یابند برنامه‌هایی مانند CHAMP بخشی از طرح گسترده‌تری برای جمع‌آوری داده درباره تنوع میکروبی در ماموریت‌ها هستند. بررسی این موجودات در طول پروازهای طولانی، نشان خواهد داد چطور آن‌ها تطبیق می‌یابند و تکامل می‌یابند ابزارهای پیشرفته‌تر و توالی‌یابی ژنتیکی سریع به دانشمندان کمک می‌کند به محض مشاهده یک گونه جدید، واکنش فوری نشان دهند. این واکنش سریع ممکن است از مشکلات جدی جلوگیری کند، اگر میکروب مهاجم یا مضر باشد.
اهمیت ایمنی زیستی در ماموریت‌های فضایی آینده
با افزایش مدت زمان و وسعت ماموریت‌های فضایی به ماه، مریخ و فراتر از آن، مدیریت ایمنی زیستی در محیط‌های بسته‌ای مانند ایستگاه‌های فضایی اهمیت فوق‌العاده‌ای پیدا می‌کند. میکروب‌هایی که در شرایط میکروجاذبه و تابش بالا جهش می‌یابند، ممکن است رفتارهای جدیدی از خود نشان دهند که تا کنون در زمین دیده نشده‌اند. این رفتارها می‌توانند تهدیدی برای سلامت فضانوردان و همچنین پایداری تجهیزات باشند.
از این رو، دانشمندان و مهندسان باید با همکاری هم، استراتژی‌های نظارت، پیشگیری و کنترل میکروب‌ها را توسعه دهند تا امکان بروز بیماری‌های ناشناخته یا آسیب‌های فنی در ماموریت‌ها به حداقل برسد با وجود نگرانی‌ها، کشف گونه‌ای مانند Niallia tiangongensis فرصت‌های علمی و فناوری جدیدی نیز ایجاد می‌کند. برخی ویژگی‌های خاص این باکتری، مانند مقاومت بالا در شرایط سخت و توانایی تجزیه خاص ژلاتین، ممکن است برای کاربردهای بیوتکنولوژیکی یا دارویی روی زمین مفید باشد تحقیق درباره این باکتری میتواند منجر به توسعه روش‌های نوین برای مقابله با مشکلات زیستی در فضا، بهبود درمان‌های پزشکی یا طراحی مواد مقاوم‌تر شود.
ضرورت همکاری بین‌المللی در تحقیقات میکروبی فضایی
فضا محیطی جهانی است و تحقیقات در این حوزه نیازمند همکاری‌های بین‌المللی است. به اشتراک‌گذاری داده‌ها و یافته‌ها درباره تأثیرات میکروب‌ها در محیط‌های فضایی میتواند به درک بهتر و توسعه راهکارهای ایمنی کمک کند برنامه‌های مشترک مانند CHAMP نمونه‌ای از چنین همکاری‌هایی است که به جمع‌آوری و تحلیل داده‌های میکروبی در ایستگاه‌های فضایی کمک می‌کند.
با پیشرفت فناوری‌ها و گسترش اکتشافات فضایی، انتظار می‌رود که شناخت ما از میکروب‌های فضایی به‌مرور افزایش یابد. مطالعات ژنتیکی و زیستی دقیق‌تر، می‌توانند رازهای بیشتری را درباره تکامل، سازگاری و تأثیرات این موجودات بر سلامت و فناوری فاش کنند این دانش جدید نه تنها به حفاظت از فضانوردان و تجهیزات کمک می‌کند، بلکه میتواند درک ما از زیست‌شناسی پایه و حتی منشأ حیات را نیز گسترش دهد و در نهایت داستان Niallia tiangongensis یادآور این است که فضا هنوز پر از معماهای ناشناخته است. تحقیقات همچنان ادامه دارد و ممکن است در آینده شگفتی‌های بیشتری منتظر ما باشند.
بیشتر بدانیم: کشف میکروب‌های تازه در زون بحرانی خاک
لینک منبع: earth
نظرات کاربران