Могат ли бактериите да живеят в космоса? В космоса са открити бактерии. Експеримент с ешерихия коли

Френски изследователи от Университета в Нанси (Nancy-Université) в Лотарингия смятат, че повишената плодовитост, вирулентността и бактериалният растеж в космоса, в комбинация с намаленото производство на антитела при астронавтите, може да представлява голяма пречка за бъдещите дългосрочни космически пътувания, съобщава UPI.

Известно е, че космическите експедиции допринасят за отслабването на човешката имунна система, докато вирулентността (тоест способността на микроорганизъм или вирус ...

Бактериите, събрани от село Бира на южния бряг на Великобритания, прекараха 553 дни в космоса извън Международната космическа станция (МКС) и много от тях останаха жизнеспособни - по този начин микроорганизмите поставиха своеобразен "рекорд" за оцеляване в космоса.

През 2008 г. цианобактериите с кодово наименование OU-20 бяха поставени в специални експериментални контейнери извън европейския научен модул „Колумб“ точно върху малки парчета скала, взети от скалите ...

Бактерията Deinococcus radiodurans, способна да съществува в най -екстремните условия, би могла да оцелее в едно междупланетно „пътуване“ и да се превърне в източник на живот на Земята, казват учените.

Името Deinococcus radiodurans се превежда от гръцки и латински като „ужасно зрънце, което може да носи радиация“.

Бактерия с диаметър 1,5-3,5 нанометра беше открита през 50-те години на миналия век по време на експеримент за стерилизация на храната с помощта на радиация: поради тази бактерия месото се влоши дори след висока доза гама ...

Бактериите, които са "имунизирани" срещу действието на антибиотици, могат да предпазят от тях и техните близки, които нямат собствена защита, която може да се използва за борба с устойчиви на лекарства (устойчиви на антибиотици) микроорганизми, съобщава РИА Новости, цитирайки публикация в Nature в четвъртък.

Бактериите по повърхността на кожата са от съществено значение за поддържане на здравословен кожен баланс, показаха лекарите от UC. Кожата постоянно е обитавана от изобилие и разнообразие от бактерии, но възпалението поради тяхната активност е нежелан процес.

Нормалните бактерии, живеещи на повърхността на кожата, напротив, предотвратяват прекомерното възпаление след физическо нараняване, нараняване или нараняване, според американските дерматолози. Лекарите са открили неизвестна досега молекулярна основа за ...

Бактериите, чието нормално присъствие в устата при хората, придават аромат на храни като вино, лук и чушки, а при липса на бактерии голяма част от вкуса се губи, според статия, публикувана от швейцарски експерти.

Преди това учените установиха, че слюнката превръща някои хранителни компоненти без мирис в силно миришещи съединения, наречени тиоли, които придават специфичен вкус на редица храни.

В ново проучване учени от хранителната компания Firmenich в ...

Бактерията, Salmonella, наричана още Salmonella enteritidis, може да проникне в яйцето по няколко начина. Един често срещан метод е замърсяването на черупката на яйцата с фекален материал. Бактериите присъстват в червата и изпражненията на заразени хора и животни, включително пилета, и могат да влязат в яйцата по време на нощувка, когато пилетата седят върху тях.

Строги мерки за почистване и проверка на "производителите" на снаряди бяха въведени през 1970 г., за да се намали ...

Бактериите, живеещи на дълбочини над 200 метра, се оказаха липсващото звено в въглеродния цикъл в океана - именно те свързват въглеродния диоксид заедно с други едноклетъчни обитатели на океана, археите, съобщават авторите на статията.

Археите са едноклетъчни организми, които се различават както от бактериите, така и от всички други организми, чиито клетки имат ядра (еукариоти). Археите съставляват около една трета от микробната "популация" в дълбините на Световния океан. Преди се смяташе, че това са археите в океана в процеса ...

Тази история започва преди година и половина, през февруари 2009 г., когато международна група изследователи, ръководена от Кристофър Маккей, планетарен учен от изследователския център на НАСА, стартира инициатива за затягане на изискванията за биологична безопасност за изследователски мисии към други планети.

Според учените изискванията на Съвета по космически изследвания (COSPAR) на Международния съвет на научните съюзи, към които НАСА, ЕКА и ...

Причината е проста и тя се казва Марс. Астробиолозите отдавна подозират, че в не толкова далечни (по космическите стандарти) времена атмосферата на Марс е била топла и влажна, което означава, че на нея може да съществува живот. В същото време опитът на Земята показва, че животът е такова нещо, което по принцип не може да бъде унищожено. Екстремофилни бактерии се срещат в най-дълбоките окопи на океана и на върховете на планините, в отворите на огнедишащи вулкани и в ледовете на Антарктида, където условията на живот не са по-добри ...

Условията на микрогравитация водят до постоянни мутации в бактериите, принуждавайки ги да се размножават много бързо.

© progress.online

Явно е така защитният механизъм стартираи това не е най -добрата новина за човечеството. Тялото на всеки от нас е препълнено с бактерии и може да има сериозни проблеми при изследването на космоса.

Експеримент с ешерихия коли

Астробиолози от университета в Хюстън проведоха изследване на колония от бактерии Ешерихия коли (Escherichia coli),проследяване на 1000 поколения протозои в симулирана микрогравитация. Установено е, че бактериите се размножават 3 пъти по -бързоотколкото техните "братя", които са в обичайните земни условия.

Ешерихия коли демонстрира 16 вида мутациии все още не е напълно известно как това се отразява на скоростта на развитие на бактериите и дали това е някаква индивидуална характеристика на отделните индивиди.

"Това беше най -голямото изследване в тази посока. Разгледахме целия геном на бактериите, фиксирайки всяка отделна мутация", коментира Джейсън Розенцвейг, един от членовете на изследователския екип.

Когато бактериите от условия на микрогравитация бяха поставени в обикновени сухоземни, тогава 72% от индивидите запазват своите мутации,което показва постоянна заплаха за живота на онези, които ще бъдат участници в дълго космическо пътешествие.

"Наблюдаваме бързи и необратими промени. Трябва да разберем какво кара бактериите да мутират и да се размножават с такава скорост", добави колегата Джордж Фокс.

Заплаха за земляните

Предишни проучвания никога не са били толкова дълбоки и продължителността им в условия на микрогравитация е била много по -кратка.

© kidskunst.info

Беше записано преди това необичайно бърз растеж на бактерии при промяна на обичайните условияи беше установено, че повечето от известните бактериални щамове растат с 60% по -бързоточно в условия на микрогравитация.

В момента на борда на МКС се извършват и краткосрочни експерименти за отглеждане на бактерии, отбелязват членовете на екипажа необичайно поведение на протозои.

"По -нататъшното проучване на поведението на бактериите в микрогравитацията е изключително важно. Мутиралите организми са в състояние да се върнат на Земята, но дори и тук те ще поддържат агресивно поведение, бърз растеж и преобладаващ темп на размножаване. Това е ясна заплаха за цялата ни цивилизация , а не само на колонистите. "каза Джейсън Розенцвайг.

Е. coli, която беше податлива на експеримента, въпреки редица мутации, остана безсилна срещу антибиотиците и това, може би, все още добри новини.

Намерени на външната обвивка на Международната космическа станция?

Накратко - като част от програмата за изследване на жизнеспособността на бактериите в космоса (проведена от руски космонавти на МКС), редовно се вземат намазки от външната повърхност на станцията, след което се анализира за съдържанието на биологични компоненти. По -рано (през лятото на 2017 г.) в такива проби вече бяха открити ДНК фрагменти от земни микроорганизми, предполагаемо пренесени в космоса от земната атмосфера.

И сега астронавтите откриха на външната повърхност на станцията не само фрагменти от ДНК или бактериални спори, но и доста живи бактерии, които успешно се заселиха и размножиха в условията на космическия вакуум, редовни екстремни температурни падания и силно ултравиолетово облъчване. В същото време астронавтите са убедени, че по -рано тези бактерии не са били на повърхността на модулите на станцията.

Три основни версии:

* Бактериите са внесени случайно от астронавти - най -вероятният сценарий, трябва да признаем честно. И все пак, дори в този случай, ще можем да научим много за способността на микроорганизмите не само да оцеляват във вакуум, но и успешно да колонизират нови места - при такива неблагоприятни условия!

* Бактериите са донесени от Космоса, но са от сухоземен произход - вторият по вероятност сценарий. През последните години бяха предложени няколко възможни механизма за „отстраняване“ на напълно земни бактерии в земната йоносфера, а ДНК фрагменти от земни бактерии бяха доста наблюдавани в космическия прах, събран от черупката на МКС. По този начин откриването на жизнеспособни бактерии на МКС може да обърне нашите възгледи за възможността за панспермия. Дори панспермията да е „от нас“, т.е. прехвърляне на микроживот от Земята на други планети.

* Е, и накрая най -вълнуващият - и, разбира се, най -невероятният сценарий - тази бактерия на повърхността на МКС наистина лиса организми с извънземен произход. Трудно е дори да си представим научните последици от такова откритие: на редица ключови въпроси в биологията може да се отговори просто чрез факта, че най -накрая можем да разберем колко типично е било развитието на живота на Земята.

Независимо кой сценарий все още ще бъде признат за верен - би било желателно, разбира се, за третия ... :) - познанията ни за Вселената и живота на Земята ще напредват значително. И това е друг важен аргумент в полза на човешкото изследване на Космоса. Да, подходящо проектираните автомати могат да експериментират, както и хората. Но могат ли автоматите да откриват инциденти? ...

Често можете да чуете: Разбирам защо учените изпращат в космоса високо организирани живи същества - кучета. Това е необходимо, за да се гарантира пълната безопасност на космическите полети на човека. Но защо беше необходимо да се изпращат микроорганизми и дори субмикроскопични същества на сателитни кораби? Това е въпросът, на който искам да отговоря накратко в тази статия.

Използването на едноклетъчни организми в космическите експерименти е причинено от редица причини и най -вече, разбира се, от факта, че радиацията, която би могла да причини сериозни клетъчни увреждания при животните, може да бъде открита в междупланетното пространство. Възможно е при кучета и зайци, които са били в космоса, да не са открити отклонения, тъй като целият организъм е в състояние да компенсира скритото клетъчно увреждане. Същевременно възниква друг проблем, не по -малко важен в практически и теоретичен план - влиянието на космическата радиация върху наследствеността.

Сега е лесно да се обясни защо е решено да се използват микроорганизми. Те имат широк диапазон на чувствителност към йонизиращо лъчение, вариращи от един до няколко хиляди рентгена. Това дава възможност да се изследва биологичният ефект на най -разнообразните дози космическа радиация, които астронавтът може да срещне по време на полети в дадена орбита. В експерименти на сателитни кораби са използвани различни видове като биологични обекти, реагиращи само на много големи дози йонизираща радиация: Е. coli, стафилокок, ферментационна пръчка от маслена киселина и други.

Наследствените свойства на бактериите, по-специално E. coli K-12, са изследвани подробно дори в лабораторни условия, използвайки най-добрите методи на микробиологията. Те дават възможност да се идентифицират бактериални клетки с патологично променена наследственост под въздействието на големи дози йонизираща радиация (от порядъка на няколко хиляди рентгена и повече). Дори и да няма такъв мощен радиационен ефект в орбиталните зони на движение на космически кораби, биолозите все пак трябва да вземат предвид възможността за влиянието на енергията и проникващата способност на отделни компоненти на космическото излъчване - протони, алфа частици, както и ядра на по -тежки елементи, които могат да убият клетка или да причинят сериозно клетъчно увреждане.

Явлението мутация в бактериите (тоест патологична промяна в наследствеността) е свързано със загуба на способността на клетката да самостоятелно синтезира аминокиселини или витамини, необходими за растежа и възпроизводството на микроорганизъм. Ако бяха открити голям брой такива бактериални клетки, би било лесно да се идентифицира (и предотврати) опасността, която очаква астронавта по време на полет.

За да се проучат възможните промени в структурата на бактериална клетка под въздействието на космическите фактори, бяха използвани най -новите методи, по -специално техниката на ултратънки разрези на бактерии и тяхното електроноскопско изследване. На спътниците имало и високочувствителни бактерии-така наречените лизогенни, способни да реагират на малки дози йонизираща радиация (до 1 рентген) чрез образуване и освобождаване на бактериофаги. Под въздействието на дори малки дози рентгеново или ултравиолетово лъчение лизогенните бактерии придобиват способността да увеличават производството на бактериофаги. Използвайки специални методи, след това можете точно да определите броя на заразените бактерии, които образуват тези фаги.

Това установява наследствена реакция (повишена лизогенност) на бактериите в отговор на действието на външни фактори. Ето защо този модел е използван като биологичен индикатор, по който може да се прецени вредността и генетичните последици от радиацията в малки дози по време на престоя на живо същество в различни зони на космоса.

Колко дълго могат да оцелеят клетките в космическото пътуване? За да се отговори на този въпрос, са разработени и конструирани специални малки по размер автоматични устройства - биоелементи. Те са инсталирани на космически кораби и автоматично записват основните функции на жизнената дейност на бактериите и, ако е необходимо, предават на Земята радиосигнали за състоянието на тези най -малки живи същества. В автоматичните биоелементи микробите могат да бъдат в космоса по време на практически всеки период на полет на ракета - месеци, години, десетки или повече години. След определен период от време можете да включите устройствата и веднага ще бъде предадена на Земята информация, която може точно да характеризира биологичната активност на микроорганизмите. Микроскопичните живи същества не изискват големи количества храна и затова са много удобен модел за космическата биология.

Голям интерес представлява сравнението на микробиологични данни с експерименти на сателитни кораби за използване на култура от човешки ракови клетки. По отношение на чувствителността, те заемат междинно място между лизогенни и нелизогенни клетки на Е. coli. По този начин имаме пред себе си набор от биологични показатели за различни нива на йонизиращо лъчение. Културата на раковите клетки привлече вниманието на изследователите поради способността й да расте добре върху синтетични хранителни среди под формата на отделни колонии, което улеснява наблюдението на клетъчното развитие и естеството на клетъчното увреждане. И накрая, този метод дава възможност за точно отчитане на броя на запазените повредени и мъртви клетки в тъканна култура, изложени на ускорение, вибрации и безтегловност.

Така че микробите, субмикроскопичните организми - бактериофаги и изолирани клетки от човешкото тяло помогнаха за решаването на важния проблем на биологичното изследване на маршрута на първия в света космически полет. Съвсем естествено е, че прилагането на методи на космическата биология ще допринесе допълнително за разработването на ефективни защитни мерки, за да се гарантира безопасността на по -дългите полети на космонавти.

P. S. Какво друго мислят британските учени: каквото и да се каже, пътуването до космоса, дори с микроорганизми за компания, е невероятно готино нещо. Също така би било полезно да вземете фото и видео оборудване, диктофон на такова пътуване, за да можете веднага да запишете впечатленията си върху него (между другото, добър zoom h4 диктофон може да бъде закупен на Portativ.ua/). Но уви, такова явление като космическия туризъм тепърва се появява и за да се изпратите на орбита, трябва да изложите голяма чанта, но вярваме, че с по -нататъшното развитие на науката и техническия прогрес подобни пътувания ще станат достъпни за всички.

Внезапно избухналият интерес на космическите агенции към микробиотата на човешкото тяло като цяло и по -специално към анаеробни чревни бактерии започна с причудлив разговор, разказан пред аудитория от пилоти и медици на NASD в края на април 1964 г.

Сякаш главният лекар на NASD, Чарлз Бери, вече липсваше прогнозите, че очните ябълки ще се спукат при нулева гравитация (за щастие опровергани), или че след дълъг престой при нулева гравитация мускулите и костите ще се превърнат в каша! И сега имаше учен, който твърди, че основната опасност за астронавтите може да бъде целуването на жените им, след като съпрузите им се върнат от изолация в земната атмосфера, богата на микроби. „Микробният шок“ е това, което Дон Луки го нарича в речта си на спонсорираната от НАСА конференция „Хранене в космоса“ в Университета на Южна Флорида14. „Смъртоносната целувка на Дон Лъки“ - такива заглавия се появиха на следващия ден във вестниците.

Лъки, един от пионерите на гнотобиологията, вече е знаел какво ще се случи, ако изолирате малка група конвенционално отгледани плъхове в херметически затворена камера, след това им дадете стерилна вода и ги хранете с изключително стерилна храна (ситуация, която не е лишена от прилики със ситуацията на астронавти, които са живели по време на целия полет с разтворими напитки на марката Tapd и лиофилизирани продукти). След няколко месеца разнообразието от митрии в червата на тези животни беше намалено от повече от сто до само един или два вида.

„Нашата нормална микрофлора очевидно се формира не толкова от местното население, колкото от непрекъснатия поток от нови имигранти“, обясни Лъки. От техния приток тази богата и разнообразна екосистема гравитира към монокултурата. В зависимост от това кой печели, загубата на разнообразие сама по себе си може да бъде фатална. Лъки цитира Е. coli като пример. При благоприятното присъствие на някои други чревни бактерии, каза той, Е. coli остава безвредна. Но само по себе си се оказа смъртоносно 5. В този случай, дори ако някой безобиден микроорганизъм се окаже победител, резултатът от такава победа може да бъде „мързелива“ имунна система. В своите експерименти Лъки наблюдава как лесно животните с изчерпана микрофлора се разболяват и умират, след като са били върнати в нормална колония на плъхове.

Тук се роди идеята за „целувката на смъртта“. Полетът до Луната трябваше да продължи около три седмици. Добавете към това едномесечна карантина след завръщането (за да сте сигурни, че астронавтите не са хванали опасна лунна инфекция). Те ще се върнат от изолация с изчерпана микрофлора и нарушена имунна система. И съпругите ще се втурнат в прегръдките им с целувки. „Не можем да имаме сериозни съмнения, че един от проблемите на бъдещите астронавти ще бъде този или онзи тип, или този или онзи вид, на микробен шок“, заключи Луки.

Някои от тези сортове може да са толкова леки, че да представляват само чисто научен интерес. Други могат да причинят заболяване и смърт. "

Предсказанията на Лъки направиха „просто интересния“ проблем с микрофлората на човешкото тяло въпрос на живот и смърт. Чарлз Бери бързо намери средства за Лъки да проучи микрофлората на приматите, които бяха държани на диета от дехидратирана и облъчена космическа храна в продължение на една година. В същото време Лъки успя да направи изчерпателен отчет за микроорганизмите като част от планирано по -рано проучване на физическите и психологическите последици от тридесетдневния престой на шест пилоти -изпитатели в условия, близки до космоса. Този брой включва тампони от гърлото, устната кухина и кожата десет пъти, както и ежедневен анализ на изпражненията през целия период на изолация. Всички проби бяха преминати през тунел с две врати, който разделяше пилотите и микробиолозите Лотарингия Гал и Филис Райли. В хода на своята работа изследователите са използвали повече от 150 хиляди чаши Петри и епруветки с хранителна среда и са изследвали повече от хиляда микропрепарати. Вярно е, че тяхната работа беше ограничена до известни микроорганизми, тоест подлежи на култивиране в лабораторни култури, включително някои от най -малко придирчивите анаероби.

Както се очакваше, те откриха, че общият брой бактерии по кожата на астронавтите се е увеличил по време на изолация и ограничена способност за измиване, като някои потенциално опасни щамове на стафилококи и стрептококи стават доминиращи. Нито една от тези промени не доведе до развитие на болестта. Значителна промяна в чревната флора на астронавтите създаде друг, по -належащ проблем в затвореното пространство на тестовата камера - огнище на метеоризъм, толкова неприятно, че диетолозите на НАСА бяха спешно инструктирани да проучат ефекта от диетата върху обгазяващите чревни бактерии.

И все пак шестте астронавти излязоха от експерименталната камера здрави и останаха здрави през следващия месец. Изследването остави въпроса дали астронавтите биха могли да претърпят по -значителни промени в резултат на продължителна изолация и ако да, кои.

През 1966 г. Бери получава повишение: от „главния тор на астронавтите“ той става ръководител на отдела за биомедицински изследвания в НАСА. В допълнение към необходимостта от защита на астронавтите от микробен шок, той беше изправен пред задачата да се увери, че техните собствени бактерии не пречат на планираното търсене на живот на Луната, учените от НАСА биха могли да различат лунните микроби (ако съществуват) от сухоземни само ако са били на разположение, ще има пълен списък на всички организми, които „замърсяват“ самите астронавти, техните скафандри, оборудване и изобщо всичко, до което се докоснат. Бери инициира изследвания в тази посока, ръководейки изготвянето на систематичен каталог на микрофлората на кожата и устната кухина на астронавтите преди и след два предишни полета на космическия кораб от серията Gemini. Той нае микробиолог Джералд Тейлър, за да ръководи подготовката на по -пълен каталог на микрофлората на екипажа за всички мисии на Аполо.

По отношение на опасните промени в микрофлората на астронавтите, Тейлър установи, че участниците в първите полети на Аполо показват симптоми, съответстващи на инфекция с Candida, която е изобилно отбелязана в устната кухина и в пробите на изпражненията на много астронавти, завръщащи се от полетите на Аполо. Следователно, той прогнозира, че с изключение на лесно лечимата млечница в устата, нищо по -сериозно не трябва да се случва в резултат на продължителната изолация, която предстоящият полет на Аполо 11 до Луната ще си представи. През август 1969 г., когато Бъз Олд Нийл Армстронг и Майкъл Колинс преминаха през триседмична карантина след завръщането си от Луната, никой не забрани на съпругите си да ги целуват, въпреки че Бери се погрижи да избави астронавтите от обичайната тълпа от репортери и фотографи като ги освободи от карантината късно през нощта ...

Но микробиолозите и лекарите на НАСА не забравиха възможността за микробен шок в светлината на планираното тогава пускане на орбиталната станция Skylab, където астронавтите трябваше да прекарат до няколко месеца. Много по -сериозни и потенциално опасни промени в микрофлората на астронавти, отколкото всички промени, установени в проучванията на НАСА. Най-озадачаващо е действителното изземване на чревния тракт от шепа устойчиви на лекарства и токсини продуциращи бактериални щамове, отбелязани от съветските изследователи.

Бери се опита да осигури финансиране за много подробно петдесет и шестдневно симулационно проучване на Skylab във високопланинска тестова камера в космическия център Джонсън. Но след като спечели състезанието на Луната, Конгресът намали щедрия годишен бюджет на НАСА със стотици милиони долари. Бери успя да получи достатъчно пари за Тейлър, което беше достатъчно, за да извърши повърхностен анализ на микробиотата на екипа и от което останаха малко пари, за да възложи на друга група по -задълбочено проучване на чревните бактерии на същите астронавти. И все пак тези останки бяха достатъчни, за да дадат тласък на изследването на анаеробната „тъмна материя“ на човешкия микрокосмос.