نمونهبرداریهای انجامشده در ایستگاه فضایی “تیانگونگ” چین، ردی از یک گونه باکتری ناشناخته را آشکار کرده است که تاکنون روی زمین دیده نشده و ویژگیهایی دارد که ممکن است به آن در سازگاری با شرایط دشوار محیطی در ارتفاع صدها کیلومتری از سطح زمین کمک کند.
پژوهشگران گروه زیستفناوری فضایی شنژو و مؤسسه مهندسی سامانههای فضاپیمای پکن، این باکتری تازه کشفشده را Niallia tiangongensis نامگذاری کردهاند، برگرفته از نام ایستگاه فضایی. آنها معتقدند مطالعه این گونه و نمونههای مشابه، میتواند برای حفظ سلامت فضانوردان و عملکرد مطلوب فضاپیماها در مأموریتهای طولانیمدت «ضروری» باشد.
نمونههای باکتریایی در اردیبهشت ۱۴۰۲ توسط خدمه شنژو-۱۵ از یکی از کابینهای ایستگاه فضایی برداشته شد. این اقدام بخشی از دو طرح تحقیقاتی تحت عنوان «برنامه میکروبیوم ناحیه زیست ایستگاه فضایی چین» بود.
مطالعات پیگیریشده، رشد میکروارگانیسمهایی را که در محیط ایستگاه فضایی زندگی میکنند، دنبال کرده و نشان دادهاند که میکروبیوم تیانگونگ هم از نظر ترکیب و هم از نظر عملکرد، با میکروبیوم ایستگاه فضایی بینالمللی تفاوت دارد.
گونه جدید شناساییشده شباهت نزدیکی با باکتری Niallia circulans دارد؛ باکتری میلهایشکلی که در خاک زندگی میکند و چند سال پیش از جنس Bacillus به یک ردهبندی جدید منتقل شد، چرا که پیشتر بهعنوان گونهای بیماریزا شناخته میشد.
مشابه سایر گونههای Bacillus، N. circulans و بستگان فضایی آن میتوانند مواد شیمیایی حیاتی خود را درون اسپورهای مقاوم ذخیره کنند تا در شرایط بسیار سخت زنده بمانند. هنوز مشخص نیست که N. tiangongensis در ایستگاه فضایی تکامل یافته یا در قالب اسپور به آنجا منتقل شده و از پیش برخی ویژگیهای منحصربهفرد را داشته است.
بر پایه تحلیلهای ژنتیکی و عملکردی اخیر، این باکتری جدید توانایی ویژهای در تجزیه ژلاتین بهعنوان منبع نیتروژن و کربن دارد؛ مهارتی که برای ساخت لایه محافظ زیستی (biofilm) در شرایط محیطی نامطلوب بسیار سودمند است. از سوی دیگر، این گونه برخی تواناییها برای استفاده از دیگر منابع پرانرژی که در بستگان آن دیده میشود را از دست داده است.
این کشف نهتنها تنوع بالای میکروارگانیسمهای جنس Niallia را نشان میدهد، بلکه گواهی است بر اینکه برخی باکتریها میتوانند بهراحتی خود را با سکونتگاههای فضایی تطبیق دهند.
نکته نگرانکننده این است که راهکار مؤثری برای جلوگیری از آن وجود ندارد. بررسیهای انجامشده در اتاقهای تمیز ناسا برای آمادهسازی مأموریت مریخ «فونیکس» نشان داد که دهها گونه میکروبی جدید از ۲۶ گونه ناشناخته در آن فضا وجود داشتهاند.
(ناسا / JPL-Caltech / دانشگاه آریزونا / لاکهید مارتین)
مطالعهای اخیر درباره این باکتریهای نوظهور نشان داده است که توانایی خارقالعاده آنها در بقا در محیطهای بهظاهر استریل، ناشی از ژنهایی است که با ترمیم DNA و مقاومت در برابر مواد سمی مرتبط هستند.
شناخت این میکروبها گامی اساسی برای مقابله با آنهاست. اگر نتوان از حضور یا سازگاری آنها جلوگیری کرد، ضروری است بتوان پیشبینی کرد که چگونه به زندگی در فضا واکنش نشان خواهند داد.
هنوز مشخص نیست Niallia tiangongensis تهدیدی برای سلامت خدمه ایستگاه فضایی تیانگونگ محسوب میشود یا نه، اما با توجه به اینکه خویشاوند آن میتواند در بیماران دارای نقص ایمنی باعث عفونتهای شدید شود و گونه جدید نیز توانایی تجزیه ژلاتین را دارد، نگرانیهایی جدی درباره تأثیر این و سایر میکروارگانیسمهای فضایی بر سلامت انسان وجود دارد.
با توجه به برنامهریزیها برای سفر به ماه و فراتر از آن، آگاهی از چگونگی سازگاری این مسافران میکروسکوپی با زندگی دور از زمین، بیش از هر زمان دیگری اهمیت یافته است.
از متن میتوان نتیجه گرفت که وجود میکروارگانیسمها در محیط فضاپیمایی امری اجتنابناپذیر است، حتی در شرایط کنترلشدهای مانند اتاقهای تمیز که برای آمادهسازی مأموریتهای فضایی طراحی شدهاند. کشف گونهای جدید از باکتری به نام Niallia tiangongensis در ایستگاه فضایی تیانگونگ چین نشان میدهد که میکروبها نهتنها میتوانند در محیط سخت فضا زنده بمانند، بلکه قادرند ویژگیهایی برای تطبیق با این شرایط توسعه دهند؛ مانند توانایی تولید پوششهای محافظ زیستی (بیوفیلم) و تجزیه مواد خاص برای تأمین انرژی.
مطالعه این باکتریها اهمیت زیادی دارد، چرا که برخی از آنها ممکن است برای سلامت فضانوردان تهدیدآمیز باشند، بهویژه در مأموریتهای بلندمدت که بدن انسان در معرض ضعف سیستم ایمنی قرار میگیرد. همچنین مقایسه بین میکروبیوم ایستگاه فضایی چین و ایستگاه فضایی بینالمللی نشان میدهد که نوع و عملکرد میکروبها بسته به شرایط و تجهیزات میتواند متفاوت باشد.
در مجموع، این یافتهها نشان میدهند که باید شناخت بهتری از رفتار میکروارگانیسمها در فضا پیدا کنیم، زیرا در صورت عدم کنترل، ممکن است نهتنها سلامت فضانوردان بلکه عملکرد سامانههای فضاپیما نیز به خطر بیفتد. با گسترش مأموریتها به ماه و فراتر از آن، درک کاملتر از این “مسافران میکروسکوپی” اهمیت روزافزونی پیدا کرده است.
این پژوهش در نشریه بینالمللی Systematic and Evolutionary Microbiology منتشر شده است.
