Главная незримая угроза для человека в космосе (не радиация и не холод)

Большое количество исследований за последние три десятилетия были посвящены тому, как микрогравитация и среда космических лабораторий влияют на микроорганизмы. Например, еще в 2013 году группа немецких ученых установила, что стафилококки и энтерококки побывавшие в космосе становятся гораздо более устойчивыми к антибиотикам. В этой же работе было отмечено, что аналогичный эффект был обнаружен и в культурах, выращиваемых на антарктической исследовательской станции Конкордия.

Иными словами, жизнь в экстремальных условиях заставила эти бактерии не только приспособиться к ним в общем, но и повысить защитные механизмы против антибиотиков. Что еще более пугает, микроскопические вредители сохраняют свои “улучшенные” свойства по возвращении на Землю. Не насовсем, но на достаточный срок, чтобы успеть навредить людям или другим организмам.

Кроме того, как выяснили американские биологи в 2017 году, бактерии в космосе мутируют заметно быстрее. Это касается, в первую очередь, механизмов приспособления, но и на заразность с тяжестью вызываемых заболеваний может повлиять. Понятное дело, что для некоторых такие выводы могли показаться очевидными, но, вообще-то именно этим наука и занимается — регулярно проверяет гипотезы и теории, пусть даже самые очевидные. Вдруг они на самом деле окажутся когнитивным искажением и полной ложью?

Условия среды на орбитальных станциях так сильно влияют на любые организмы не столько из-за повышенной дозы радиации (это важный фактор, но не ключевой), а из-за практически полного отсутствия силы притяжения. Микрогравитация заставляет многие базовые для жизни физические процессы протекать совершенно иначе. Например, в космосе, даже при наличии стабильной атмосферы, оседание частиц в растворах, их равномерное растворение, конвекция жидкостей и газов, а также плавучесть — минимизированы.

Формируя биопленки бактерии начинают вести себя так, будто являются не отдельными организмами, а тканью (в биологическом смысле). Их функции дифференциируются, они начинают "общаться" и производить ряд специальных веществ, не свойственных для них в "индивидуальном полете". В итоге это приводит к гораздо более деструктивному поведению такой колонии, чем если бы на ее месте было аналогичное количество "отдельных" бактерий.

Зато такие явления, как поверхностное натяжение жидкостей и капиллярные силы проявляются сильнее и начинают играть гораздо более важную роль. Все это приводит к тому, что бактерии начинают вести себя несколько иначе. Например, у них чаще наблюдается групповое поведение — формирование биопленок. Это также повышает их устойчивость к антибиотикам и способствует росту на поверхностях внутри космических лабораторий.

Недавнее исследование микроскопических обитателей МКС подтверждает вышеуказанные выводы. В качестве заключения индийские ученые предлагают разработать и применять на станции новые уникальные обеззараживающие средства на основе благородных металлов, к которым бактерии не смогут выработать устойчивость.

Отдельная проблема — бактерии угрожают людям не только напрямую, но и ускоряя износ оборудования. Образуемые ими биопленки провоцируют коррозию металлов и других материалов, из-за чего такое критически важное оснащение станций, как системы жизнеобеспечения и электроснабжения могут выйти из строя раньше заложенного в них ресурса. Такие эффекты были обнаружены еще отечественными космонавтами на орбитальной лаборатории “Мир”.

Это не означает, что исследования в космосе для человечества заказаны — нет, ученые обязательно найдут решение. Тем более, что постоянное присутствие обитаемых станций на орбите Земли или других планет позволяет проводить уникальные исследования, пока еще недоступные роботам. Однако этот простой пример наглядно показывает, какие неожиданные неприятные сюрпризы способна преподносить жизнь на новых рубежах познания мира и вселенной.