För att garantera en säker miljö för astronauter vid långvariga rymduppdrag som en resa till Mars, det är viktigt att övervaka hur mikroorganismer som bakterier anpassar sig till de begränsade förhållandena ombord på rymdfarkoster, enligt en studie publicerad i open access journal Mikrobiom .

Dr Petra Schwendner, University of Edinburgh, motsvarande författare till studien sa:"Fram till nu, lite var känt om påverkan av långvarig inneslutning på mikroorganismerna som lever inne i livsmiljöer som en dag kan användas för att resa till andra planeter, och om mikrobiotans struktur förändras med tiden. Vår är den första omfattande långtidsstudien som undersöker den mikrobiella belastningen, mångfald och dynamik i en sluten livsmiljö - en fördjupad rymdfarkost - i 520 dagar, hela en simulerad flygning till Mars. "

Teamet av forskare från Tyskland, Storbritannien och Österrike, ledd av German Aerospace Center (DLR), fann att bortsett från besättningen som var den huvudsakliga källan till mänskligt associerade bakterier inne i livsmiljön, inneslutning verkade vara den starkaste utlösaren som formade bakteriesamhället - mikrobioten - som förblev mycket dynamisk över tiden.

Människoassocierade mikroorganismer, inklusive Bacillus och Staphylococcus arter var de vanligaste, som indikerar att människor var huvudkällan för mikrobiell spridning, enligt forskarna. Till exempel, Stafylokock, som ofta finns i näsan, luftvägar, och på huden, var förmodligen spridd via hudflingor som besättningen kastade. Även om Staphylococcus inte alltid kommer att orsaka sjukdom, det är en vanlig orsak till hudinfektioner, särskilt hos personer med försvagat immunförsvar.

För att ta reda på vilka bakteriearter som kan finnas i luften och på ytorna inuti rymdfarkoster och hur mikrobiotans sammansättning kan förändras under människors liv, en besättning på sex manliga "marsonauter" bodde inne i en mock-up rymdfarkost, ligger i Moskva, från 3 juni 2010 till 5 november 2011. Under isoleringsperioden förblev besättningsmedlemmarna helt instängda - de lämnade aldrig den slutna livsmiljön. Simulera förhållanden under ett bemannat uppdrag till Mars, de följde en strikt diet och schema, som inkluderade rengöring av livsmiljön och genomförande av vetenskapliga experiment. De samlade 360 ​​mikrobiella prover från 20 platser (9 luft, 11 yta) vid 18 tidpunkter, med hjälp av luftfilter och pinnar.

Medan en kärnmikrobiota av samma bakterier var närvarande i alla delar av den hämtade rymdfarkosten, författarna märkte specifika bakteriesignaturer för varje enskilt område, eller modul, vilket indikerar att - precis som i andra inomhusmiljöer - mikrobiell närvaro är associerad med mänsklig närvaro liksom den typ av aktivitet som ett område används för. Gemensamma områden, sömnområden, gymmet, och toaletten hade det högsta antalet och den största mångfalden av bakterier, medan det lägsta antalet bakterier hittades inuti den medicinska modulen.

Dr Schwendner sa:"Vi såg också effekten av rengöringsmedel. Även om vi hittade några mikrobiella hotspots, där antalet bakterier var mycket högre än i andra områden, vi var ganska lättade över att upptäcka att det totala antalet bakterier låg inom acceptabla gränser. På grund av lämpliga rengöringsåtgärder, det mikrobiella samhället inne i livsmiljön var under kontroll hela tiden utan någon eller liten risk för besättningen. "

Forskarna märkte också att den mikrobiella mångfalden minskade betydligt med tiden vilket innebär att det fanns färre olika bakteriearter närvarande. Detta kan indikera potentiellt problematisk utveckling inom det mikrobiella samhället under långvarig isolering, enligt författarna. Hög mikrobiell mångfald är normalt förknippad med systemisk stabilitet och hälsa.

Dr Schwendner sa:"Förutom potentiella hälsorisker för besättningen, några av dessa mikroorganismer kan ha en negativ inverkan på rymdfarkoster, när de växer på och kan skada rymdfarkostmaterial. För att säkerställa systemens stabilitet, motåtgärder kan krävas för att undvika utveckling av mycket resistenta, anpassade mikroorganismer, och en fullständig förlust av mikrobiell mångfald. Vår studie ger värdefulla insikter om kvaliteten på livsmiljöunderhåll och förbättrar valet av lämpliga mikrobiella övervakningsmetoder, möjliggör utveckling av effektiva och adekvata motåtgärder. "