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与菌共舞的月宫一号 精选

已有 5047 次阅读 2018-1-16 12:41 |系统分类:科普集锦

依稀记得在月宫365”刚启动时,就有人问到舱内有细菌吗?

有,不仅仅有细菌,还有真菌!

众所周知,月宫一号是我国第一个、世界第三个空间基地生命保障地基综合实验装置,早在20145月,它就完成了长达105天的我国首次长期多人密闭实验。2017年,又是一个5月,月宫365”计划启动,目前正在进行中。


月宫一号之所以有较高的稳定性和闭合度,要得益于建立了世界上首个成功的四生物链环的系统,包括植物、动物、微生物和人。因此,系统内存在着细菌、真菌等微生物,这是系统的一个非常重要的一坏。

微生物不可或缺

微生物与植物共生

植物单元在 BLSS 的功能发挥上占据着最重要的位置,而植物在生长过程中不可避免地与其生长环境中的微生物相互作用,两者形成了植物微生物共生体系统,植物影响着其周围的微生物的群落演替,而这些植物微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。


如,微生物影响着植物的生长率、大小、塑性和活力;菌根真菌可以增加叶毛状体密度;增加植物的活力,从而改变挥发物的排放;以及改变植物的植物激素调节等等。


根据前期研究结果表明,小麦细菌数量基本在106 108CFU / g 干重,真菌数量为 105 CFU / g干重,放线菌数量在103104CFU / g干重。微生物数量在密闭实验前期波动较大,随着系统稳定的运行,微生物数量趋于稳定,而且微生物数量随着时间呈现下降的趋势[1]

微生物与固废共存

小麦收获后麦粒可以加工供人食用,而不可食用部分如秸秆等,必须需要通过放入固体废物发酵系统降解,释放出光合固定的碳源,循环才能正常运转。

那么,微生物可以加速或者降低固废降解的进程。通过控制温湿度、搅拌、曝气等条件调整微生物的数量,从而控制发酵速度,从而保证舱室内的二氧化碳浓度维持在设定范围内。


微生物是不可避免

微生物与志愿者共舞

志愿者体表和体内通常生活着大量微生物,它们是人体微生态平衡系统的重要组成,有益于人体健康。前期实验表明,月宫一号一期志愿者三个健康成人的微生物群落结构与情绪状态密切相关。细菌属的罗斯氏菌(Roseburia)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)等与积    极情绪有潜在的正相关关系,而属于双歧杆菌、拟杆菌属等与消极情绪有关[2]

但,随着时间,这些微生物会通过呼吸或其他途径源源不断地传播到舱内环境。

另外,月宫舱室的结构组件、设备,消毒灭菌措施很难完全消除顽强的细菌,这些逃脱并进入密闭舱的微生物或孢子,遇到适宜的条件,就会继续生长繁殖,并扩散到舱内各个角落。当然,也会与志愿者共舞

不过,不用担心志愿者的状况。在月宫365”启动之前,就已经做了多方面全方位的消毒措施,将微生物控制在与国际标准一致的范围以内。


1 进人之前的微生物最大限量[3]

有人实验开始后,采取多方面措施抑制微生物的增长,并持续监测微生物的数量,目前处在标准范围以内。


志愿者在取微生物样


所以,不用担心志愿者在微生物里包围下是否会生活的水深火热。

2 进人后的微生物最大限量[3]


总之,我们对待微生物是严肃的。月宫一号舱内既有微生物来提高系统的稳定性,又能将微生物控制在最大限量以内保障志愿者的身心健康。具体参数,请持续跟进我们。

扩展阅读

[1] Leyuan Li, Qiang Su, Beizhen Xie, LipingDuan,Wenying Zhao, Dawei Hu, Ruilin Wu, Hong Liu*. Gut microbes incorrelationwith mood: case study in a closed experimental human life support system,Neurogastroenterol Motil. 2016,28, 1233–1240.

[2] Youcai Qin, Yuming Fu*, ChengDong, Nannan Jia,Hong Liu*.Shifts of microbial communities of wheat (Triticumaestivum L.)cultivation in a closed artifical ecosystem[J]. AppliedMicrobiology andBiotechnology. 2016, 100(9): 4085-4095.

[3] Van Houdt R,Mijnendonckx K, Leys N. Microbial contamination monitoring and control duringhuman space missions[J]. Planetary and space science, 2012, 60(1): 115-120.




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