NASA:n puhtaat tilat, miehitetyt tai automatisoidut avaruusalukset eivät ole vapaita ”matkustajista” – mikro-organismeista, jotka usein kehittyvät aluksella sopeutuen avaruuden ankarisiin olosuhteisiin.
Sisällysluettelo
Vaikka ensi silmäyksellä ei siltä näytä, ihmiset eivät ole planeetan hallitsevia olentoja. Tämä ”titteli” kuuluu muille, paljon pienemmille olentoille, jotka ovat meille näkymättömiä, mutta ylittävät meidät lukumäärällä, kestävyydellä, voimalla ja, oikeudenmukaisesti, kyvyllä muuttaa maailmaa, mitä ne ovat jo tehneet useita kertoja. Maapallo kuuluu kiistatta bakteereille .
Ihminen on erittäin hauras olento, organismi, joka voi selviytyä vain kapealla lämpötila-alueella, joka tarvitsee myös suojaa haitalliselta säteilyltä, hengittää tiettyä ilmaa ja elää ympäristössä, jossa on tietty määrä kosteutta ja ravinteita. Bakteerit puolestaan, kuten muutkin mikro-organismit, kuten virukset, ovat sopeutuneet selviytymään ongelmitta lähes missä tahansa. Jotkut niistä elävät syvyydessä useita kilometrejä maan alla, jäätyneillä autiomailla, satojen metrien syvyydessä jään alla, meren syvyyksissä, rikkipitoisessa ympäristössä ja jopa altistuen tappavalle avaruussäteilylle.
Ei ole yllättävää, että huolimatta avaruusvirastojen ponnisteluista estää tätä, kaikki miehitettyjä ja automaattisia avaruuslentoja kuljettavat alukset kuljettavat mukanaan ei-toivottua joukkoa pieniä, liputtomia matkustajia. NASA:n virheettömistä ”puhdastiloista” orbitaalisiin avaruusasemiin virukset ja bakteerit ovat osoittaneet hämmästyttävän kyvyn sopeutua ja kehittyä äärimmäisissä olosuhteissa . Avaruusongelma, joka ei vain herätä kysymyksiä mahdollisesta muiden planeettojen saastumisesta, vaan myös pakottaa asiantuntijat tarkistamaan suhtautumistaan astronauttien terveyteen pitkillä tehtävillä.
Puhtaat tilat – ekstremofiilien kasvualusta
Varmistaakseen, että avaruusalukset eivät kuljeta maapallon elämää muihin maailmoihin eivätkä saastuta potentiaalisia paikallisia ekosysteemejä, NASA ja muut avaruusjärjestöt käyttävät niin kutsuttuja ”puhdastiloja”. Nämä ovat tiukasti valvottuja laboratorioita, jotka on huolellisesti puhdistettu kaikenlaisen mikrobielämän minimoimiseksi. Tämä edellyttää erityisten ilmansuodattimien, tiukkojen hygieniaohjeiden ja hiukkasia vapauttamattomien materiaalien käyttöä. Tavoite on yksinkertainen: estää mikro-organismien ”tunkeutuminen” avaruusalukseemme salamatkustajina. Toistaiseksi tämä on osoittautunut mahdottomaksi.
Euroopan avaruusjärjestö (ESA) laukaisee joulukuussa 2026 avaruusobservatorion etsimään elinkelpoisia, maapallon kaltaisia planeettoja muiden tähtien ympäriltä. ABC vierailee yrityksen tuotantolaitoksissa, jossa aluksen sydän rakennetaan kirurgisella tarkkuudella Cannesissa (Ranska).
Hyvä esimerkki on NASA:n Mars-laskeutumismoduuli Phoenix, joka valmisteltiin tehtaalla ennen laukaisua elokuussa 2007. Marsissa 25. toukokuuta 2008 lähellä pohjoisnapaa onnistuneesti laskeutunut luotain oli ensisijaisesti tarkoitettu etsimään todisteita pinnan alla olevasta vesijäästä, mikä puolestaan auttaisi tutkijoita ymmärtämään Marsin ilmastonmuutoksen historiaa ja määrittämään, oliko Punainen planeetta aiemmin elinkelpoinen tai oliko se jopa ollut muukalaisten elinpaikka. Phoenix vietti lähes 10 kuukautta matkalla Marsiin, ennen kuin se teki huikean sisäänmenon ilmakehään ja sujuvan seitsemän minuutin laskun – historiallisen manööverin, joka kuvattiin ensimmäistä kertaa muiden kiertoradan missioiden kameroilla.
Kuitenkin huolimatta tuolloin toteutetuista tiukoista valvontatoimenpiteistä, NASA:n Jet Propulsion Laboratoryn (JPL) tutkijat yhdessä intialaisten ja saudiarabialaisten tutkijoiden kanssa ovat juuri havainneet jotain huolestuttavaa: 26 aiemmin tuntematonta bakteerilajia samoissa puhtaissa tiloissa, joita käytettiin Phoenixin valmisteluun. Nämä mikro-organismit, jotka tunnetaan ekstremofiileinä niiden valtavan kyvyn selviytyä äärimmäisissä olosuhteissa, ovat todellisia ”ammattimaisia selviytyjiä”, jotka kestävät olosuhteita, jotka tuhoaisivat useimmat elämänmuodot muutamassa minuutissa. Löytö on juuri julkaistu Microbiome-lehdessä.
Alexander Rosado, tutkija Saudi-Arabian kuningas Abdallahin tiede- ja teknologiayliopistossa (KAUST) ja tutkimusryhmän jäsen, korostaa näiden tulosten merkitystä: ”Työmme”, hän selittää, ”tavoitteena oli ymmärtää ekstremofiilien ‘tunkeutumisen’ riskiä avaruuslentoihin sekä tunnistaa mikro-organismit, jotka pystyvät selviytymään avaruuden ankarissa olosuhteissa”.
26 uutta lajia
Mutta se ei ole helppo tehtävä. Itse asiassa, kuinka uuvuttavat ponnistelut olivatkaan, mikrobien täydellinen tuhoaminen osoittautui vaikeaksi tehtäväksi. Artikkelin kirjoittajat tekivät geneettisen tutkimuksen näytteistä, jotka oli kerätty vaarallisten aineiden käsittelykeskuksesta NASA:n Kennedy-avaruuskeskuksessa Floridassa, jossa Phoenix teki yhden viimeisistä pysähdyksistään ennen laukaisua. He löysivät 53 kantaa, jotka osoittautuivat kuuluvan 26 täysin uuteen lajiin.
Analysoimalla niiden genomin, tutkijat etsivät vihjeitä, jotka voisivat selittää niiden poikkeuksellisen selviytymiskyvyn. He havaitsivat, että avain mysteerin ratkaisuun saattaa löytyä tietyistä geeneistä, jotka liittyvät DNA:n korjaamiseen ja haitallisten aineiden detoksifikaatioon sekä aineenvaihdunnan parantamiseen. Koko salainen geneettinen arsenaali, joka mahdollistaa vastustamaan kaikkea, mitä tielle sattuu.
”Näissä äskettäin löydetyissä bakteerilajeissa tunnistetut geenit voidaan myös muokata käytettäväksi lääketieteessä, elintarvikkeiden säilömisessä ja muilla teollisuudenaloilla”, toteaa KAUST:n tutkija ja tutkimuksen pääkirjoittaja Junia Schultz. Esimerkiksi näiden mikro-organismien kyky korjata DNA:taan äärimmäisissä olosuhteissa voi inspiroida uusien geeniterapiamenetelmien tai kestävämpien materiaalien kehittämistä.
Kasturi Venkataswaran, entinen JPL-tutkija ja tutkimuksen johtava kirjoittaja, tiivistää löydön merkityksen: ”Yhdessä paljastamme salaisuudet mikrobeista, jotka kestävät avaruuden äärimmäiset olosuhteet – organismeista, jotka voivat mullistaa biotieteet, biotekniikan ja planeettojen välisen tutkimuksen.”
Myös Kiinan avaruusasemalla
Epätoivottujen mikro-organismien ongelma ei kuitenkaan rajoitu valmistelutiloihin, vaan se ulottuu avaruuteen itsessään. Siellä ylhäällä ihmisten asuinpaikat, kuten avaruusasemat tai miehitettävät avaruusalukset, muodostavat ainutlaatuisia ekosysteemejä mikro-organismien elämälle. Esimerkkejä on lukuisia, ja viimeisin niistä paljastettiin vain muutama päivä sitten. Kiinalaisten tutkijoiden tekemä ja äskettäin International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology -lehdessä julkaistu tutkimus paljasti uuden bakteerilajin, nimeltään Niallia tiangongensis, joka löydettiin Kiinan avaruusasemalta Tiangong. Tämä bakteeri, jota ei ole koskaan ennen tavattu maapallolla, omaa ominaisuuksia, jotka auttavat sitä ”toimimaan” stressaavissa ympäristöolosuhteissa satojen kilometrien korkeudessa maapallon pinnasta.
Kiinan avaruusasema Tiangong Shuzhanyang
Tutkimuksen näytteet otettiin toukokuussa 2023 avaruusaseman ohjaamosta Shenzhou-15-miehistön toimesta osana kahta ohjelmaa, joiden tarkoituksena oli tutkia Kiinan avaruusaseman elinympäristön mikrobiomia. Seuraavissa tutkimuksissa seurattiin mikrobien kasvua avaruusaseman sisällä ja löydettiin kokonainen mikrobiomi, joka koostumukseltaan ja toiminnoiltaan eroaa aiemmin kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS) löydetystä mikrobiomista. Ero osoittaa selvästi, että jokaisessa tietyssä ”avaruusympäristössä” voi kehittyä oma ainutlaatuinen mikro-organismipopulaatio, johon vaikuttavat tekijät kuten avaruusaluksen materiaalit, astronauttien ruokavalio ja hygieniaohjeet.
Mistä uudet bakteerit tulevat?
Uusi laji Niallia tiangongensis on ilmeisesti läheinen sukulainen tunnetulle Niallia circulans -bakteerikannalle, joka on maaperässä elävä sauvanmuotoinen bakteeri, joka luokiteltiin muutama vuosi sitten uuteen sukuun sen jälkeen, kun sitä oli pidetty Bacillus-suvun patogeenisenä muotona. Kuten muut Bacillus-lajit, Niallia circulans ja sen avaruussukulaiset pakkaavat tärkeimmät kemialliset aineensa kestäviksi itiöiksi, jotka pystyvät selviytymään voimakkaista stressijaksoista. Ei ole selvää, syntyikö Niallia tiangongensis itse asemalla vai päätyikö se sinne itiönä, jolla oli jo joitakin erottavia piirteitä. Ei ole epäilystäkään siitä, että näiden organismien geneettinen muovautuvuus ja sopeutumiskyky ovat todella hämmästyttäviä.
Niallia tiangongensis -bakteerin geenien ja toimintojen analyysi on osoittanut, että tällä uudella lajilla on ainutlaatuinen kyky hajottaa gelatiinia typpi- ja hiililähteenä. Tämä kyky on erittäin hyödyllinen, kun on tarpeen luoda suojaava biofilmin kerros suojaamaan ankarilta ulkoisilta olosuhteilta. Toisaalta bakteerit näyttävät menettäneen kykynsä käyttää muita energiapitoisia aineita, joita niiden maalla elävät sukulaiset yleensä kuluttavat. Kaikki tämä osoittaa, kuinka helposti jotkut bakteerikannat voivat sopeutua ja asettua elämään avaruudessa. Ja rehellisesti sanottuna, näyttää siltä, että emme voi asialle paljoakaan.
Uhka tulevaisuudelle?
Onko Niallia tiangongensis uhka Tiangongin astronauttien terveydelle, on vielä selvitettävä, mutta kun otetaan huomioon sen maapallon sukulaisen kyky aiheuttaa sepsis immuunijärjestelmän heikentyneille potilaille sekä sen äskettäin löydetty kyky hajottaa gelatiinia, tämän ja muiden avaruusbakteerien aiheuttamat mahdolliset terveysongelmat ovat todennäköisesti vakava ongelma.
