Die International Space Station (ISS). (Credit: NASA)
Ein neues experiment zeigt, dass die langfristige Exposition gegenüber der Mikrogravitation beeinflusst Bakterien auf genetischer Ebene—übertragung reproduktive Vorteile, die bestehen bleiben, auch nachdem die Bakterien wieder zu unberührt Kolonien und normal Ebenen der Schwerkraft hier auf der Erde.
Für Jahrzehnte haben Wissenschaftler gekämpft, um zu verstehen, warum bestimmte Bakterien scheinen zu gedeihen in den Raum. Neue Forschung veröffentlicht in NPJ Schwerelosigkeit zeigt, dass man Bakterien, zumindest, erwirbt weit mehr als ein Dutzend Mutationen, wenn der dem Weltraum ausgesetzt sind, und dass diese änderungen machen es besser bei der Wiedergabe. Was mehr ist, diese änderungen erscheinen, zu bleiben, um langfristig, auch nach mutierten Bakterien ausgesetzt ist, zu normalen Bedingungen. Dies ist beunruhigend Nachrichten für die Astronauten auf lange Dauer Missionen, die ausgesetzt werden können, um neuartige und gefährliche Stämme von Mikroorganismen im Laufe der Zeit.
Was Passiert mit den Bakterien im Weltraum?
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Beweise aus früheren Raumfahrt hat gezeigt, dass
E. coli-und salmonella-Bakterien wachsen schneller und stärker in der Schwerelosigkeit. An Bord der Internationalen Raumstation, diese Mikroorganismen so gut tun, dass Sie bilden schleimige Matten, bekannt als biofilms, der auf der Innenseite Oberflächen. Experimente auf dem Space Shuttle gezeigt, dass diese bakteriellen Zellen wurden dicker und produziert mehr Biomasse als die Erwachsenen auf der Erde. Was mehr ist, Bakterien im Raum beobachtet wurden, wachsen in einem einzigartigen “Spalte-und-Baldachin” – Struktur nicht auf der Erde gesehen, was darauf hindeutet, dass der Raum bietet eine spezielle Umgebung für Mikroorganismen.
Die mechanik, die hinter diesen space-borne Vorteile nicht ganz klar ist, woraufhin der Wissenschaftler von der University of Houston in Texas zu Tests, die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf Bakterien über einen längeren Zeitraum. Die Forscher um die Biologin Madhan Tirumalai, nahm einen Stapel von E. coli-Bakterien und legte Sie in eine spezielle rotierende Maschine, die simuliert, dass langfristige Exposition gegenüber der Mikrogravitation. Die Bakterien wurden erlaubt, zu reproduzieren, für 1000 Generationen, weit mehr als in früheren Studien.
Diese “angepasste” Zellen wurden dann eingeführt, um eine Kolonie von normalen E. coli-Bakterien (eine Kontroll-Stamm), und Sie durchgeführt just fine, produziert drei mal so viele Kolonien wie unberührt-Zellen über den gleichen Zeitraum. Dieser Effekt wurde beobachtet, um zu Verweilen, im Laufe der Zeit, was auf die Anpassungen dauerhaft sein können. Verwandte Experimente, die Schwerelosigkeit gewachsenen Bakterien wurden gestattet, diese zu reproduzieren, die in der normalen Schwerkraft-Bedingungen für bis zu 30 Generationen, und dann eingeführt, um ein Kontroll-Stamm. Die veränderten Bakterien noch gelungen, über 70 Prozent seiner wettbewerbsfähigen Wachstum der Vorteil gegenüber den unveränderten Bakterien.
Die Universität von Houston-Wissenschaftlern durchgeführt, die eine genetische Analyse auf die angepasste Bakterien, dokumentieren mindestens 16 verschiedene Mutationen. Es ist nicht klar, ob diese Mutationen sind signifikant einzeln, oder, wenn Sie arbeiten im Konzert zu verleihen den Bakterien eine Besondere Vorteil. Was jedoch klar ist, dass diese Weltraum-Mutationen sind nicht willkürlich—Sie sind effektiv bei der Steigerung der reproduktiven fitness, und Sie scheinen von Dauer sein.
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Diese Entdeckung ist problematisch, auf mindestens zwei Ebenen. In der Zukunft, Raum-veränderten Bakterien könnte zur Erde zurückgebracht und unbeabsichtigt losgelassen, die Einführung neuer Merkmale, die normalerweise nicht entstehen in gravitativ gebundenen Bedingungen. Zweitens, härter Bakterien könnte Auswirkungen auf die Gesundheit von Astronauten auf lange Dauer Missionen, wie etwa eine Reise zum Mars. Zum Glück sind die Wissenschaftler veränderten Bakterien waren immer noch anfällig für Antibiotika, so wir noch haben, als eine option. Zumindest für jetzt.
[NPJ Schwerelosigkeit via New Scientist]