俄罗斯宇航员发现国际空间站霉菌含量超标，这意味着什么？ 第1页

霉菌是会变异的。

2019年，国际空间站上两种最常见的霉菌（曲霉菌和青霉菌）的孢子，已经可以达到在高剂量宇宙辐射中存活下来，这个剂量是能杀死人类的辐射致死剂量的200倍^[1]。

空间站上的霉菌

早在2005年，第10远征队就在国际空间站内一块编号为406的面板上，发现了大量灰色的霉菌。这块板是宇航员用来在健身锻炼后晾干衣服用的。潮湿的环境滋生了大量霉菌。宇航员每周都会有至少4小时的时间来给空间站各个角落做深层清洁，但这块板上的霉菌实在是太顽固，清洁几次都尝试失败了，最终决定只能更换这块面板^[2]。

为了监控空间站的微生物情况，宇航员会定期采集空气、水和设备表面的霉菌样品，每6个月将其送回地球进行详细识别和分析。通常情况下，微生物都会保持在一个可接受的水平。

但是由于空间站失重环境下空气没有对流，只能靠循环系统人为的产生空气流动，所以势必会有个别区域空气流通不足。霉菌喜欢潮湿的环境，在恒温恒湿（60%湿度）且没有太阳光杀菌的空间站中，霉菌很容易在阴暗潮湿之处生长。另一方面，每个宇航员每天通过饮食会消耗约2.7升的水，除了一部分被身体排泄掉以外，还有一部分以汗水和呼气的形式蒸发到空气中。除此之外，还有空间站的金属外内壁因外部温度变化较大而易产生周期性的凝结水，如果不能把这些水蒸气和冷凝水及时除掉，空间站就会变成一个满布霉菌、霉味扑鼻的地方。

霉菌让电气设备失灵

在地球上，如果发现霉菌，只要打开窗通风，让太阳晒一晒，大部分霉斑就解决了。但在空间站，既不能开窗，也没有足够的采光让阳光射入，从而对在太空工作的人员的健康构成潜在的威胁。

苏联人说，空间站长霉菌，多大的事儿，他们当年和平号空间站上就已经有了。由于设计过于紧凑，和平号空间站有许多死角无法清洁，通风也不畅，导致霉菌在阴湿的地方生长，孢子到处飞扬，加上灰尘、面包屑、头皮屑和水分在角落里积累，和平号空间站内宇航员无法清洁的死角就成了细菌和真菌的理想繁殖地。

1997年，和平号空间站上就发生了一次紧急情况：负责与地面通信的设备控制单元失灵了。由于这套故障设备是密封的，所以在设备运回地球之前，没有人知道到底是什么导致了这一故障。

俄罗斯科学院医学与生物问题研究所（IMBP）的工程师^[3]在打开设备盖子后发现，在设备机箱壁、电缆和绝缘材料上有大量的霉菌生长，导致了功能故障。

霉菌附着在大部分电线上，使其变成蓝色（我猜大概是铜的氧化物），从而导致短路。有的宇航员报告说在和平号空间站中闻到过烂苹果的味道。这是因为微生物为了获取他们必需的化学元素，会分泌某类酶（味道的来源）及酸性物质，它们会导致塑料部件慢慢被腐蚀破坏。

自1988年以来，苏联/俄罗斯的研究所一直在收集从空间站分离出来的微生物。从和平号第一批菌株被从着陆器的舷窗表面分离出来以后，收集到的菌种样品显著增多，现在已经达到500多种^[4]。

2001年，国际空间站也出现了一次紧急情况^[5]。由于微生物的过度繁殖，俄罗斯舱段的一个烟感探测器中招了，过多的微生物干扰了烟感的内部光路，导致它不断发出虚假的火灾警报，把以冷静著称的宇航员们全惹毛了。他们愤怒的把传感器拆了送回地球。不过还好，出问题的只是烟感，如果影响到的是空调或氧气回收系统，那么后果将会很严重。后来，国际空间站的通信系统和消防传感器的设计都得到了改进，令微生物很难嵌入。但电缆的塑料绝缘皮还是会有被微生物侵蚀的风险，这就是为什么控制空间站的微生物水平是如此的重要。

下方图片预警。

按照俄罗斯段的要求^[6]，设备表面细菌不应超过每100平方厘米500个CFU（菌落形成单位），真菌不应超过10 CFU。实验室结果表明，国际空间站美国段的墙壁上每100平方厘米包含细菌670个CFU到7.8亿CFU^[7]。也就是说，在某些角落，细菌数比俄罗斯的标准多数十万倍。^[8]

后来没有办法，于是美俄两国在上世纪90年代修改了标准，将细菌的标准提升至每100平方厘米多达10000 CFU。另外，也修订了采样和统计标准，通过这种方法，国际空间站美国舱段的细菌量降到标准的78,000倍左右。

在地球上像手术室这样的地方，通常会用高效的氯基消毒剂等来消毒。但这些不能用于空间站，因为在密闭的舱室里，含有氯的化合物对人类很危险。虽然空间站可以配备含有强效消毒剂的气滤设施，但此类设备的重量和尺寸对空间站的现有能力来说还是太大了。

宇宙射线下的变异

在非俄国舱段已采集的500余种微生物中，目前已经确定的有133种细菌和81种真菌。这些细菌分为三类：放线菌门、 厚壁菌门（包括许多致病细菌）和变形菌门。还有54%的细菌和60%的真菌属于未知的物种，使用标准方法无法检测其品种。它们进化了！

而那些已知的微生物并不存在于前往火星、月球探测的无人航天器中，反倒广泛存在于健身房、办公室、医院等人员密集的场所（比如葡萄球菌），说明可能是由宇航员肉体带入的。（任何消毒措施都无法消除人身体上的微生物群。）

也就是说，有一些人体携带的微生物，在太空环境下已经变异了。细菌共同进化的能力，比昆虫强得多，它们能以惊人的速度改变自身基因结构，一小时就能分裂数次，在宇宙射线的影响下的突变更快。细菌不像昆虫，它不仅能从父母（亲代），还能从隔壁邻居的细菌中获得抗性基因（如对抗强辐射的基因）。也就是说，细菌不但能在繁殖中进化，还能通过旁边的不同种的细菌中传播基因。^[9]通常情况下，电离辐射通过破坏细胞的DNA和其他基本细胞基本结构来杀死细胞，但有一些细菌已经几乎杀不死了。它们的孢子已经能在高达1000戈瑞的X射线下幸存下来，在500戈瑞的重离子辐射暴露中幸存下来，在每平方米3000焦耳的紫外线下幸存了下来。要知道，人的致死量也就是4到5戈瑞而已。

细菌正在享受一个诡异的新时代。在它们漫长的演化历史中，从未遭受如此强烈而致命的宇宙射线的袭击（尽管空间站有足够的保护），在这场战斗中必然会产生更强大的更适合太空和其它星球的微生物。一个类似的例子是，伦敦的医生已经分离出一种奇特的肠球菌菌株，它竟然已经进化到只能活在强大的“万古霉素”^[10]抗生素中，离开用于杀菌的抗生素就会挂掉的地步。类似的，从切尔诺贝利采样的微生物显示，已经有变异的细菌可以吸收辐射并转化为能量^[11]。

也许，人类还没有征服火星时，火星早已被变异的微生物占领了。

谢谢关注我的你。

参考

1. ^ 2019年天体生物学科学会议（AbSciCon），2019年6月24日至28日在华盛顿州贝尔维尤主办
2. ^ https://www.sciencephoto.com/media/629039/view
3. ^ Svetlana Poddubko
4. ^ http://www.imbp.ru/webpages/win1251/News/2017/microorg_coll2017.html
5. ^ https://nmas1.org/material/2019/09/05/bacterias-iss-informe
6. ^ GOST R 50804
7. ^ https://nmas1.org/material/2019/09/05/bacterias-iss-informe
8. ^ GOST标准正式仅适用于俄罗斯航天器，例如联盟号航天器。对于国际空间站，美国和俄罗斯在20世纪90年代末通过了修订后的标准：国际空间站医疗运营要求文件（MORD）
9. ^ 摘自《演化》，卡尔·齐默
10. ^ 万古霉素被用作“最后一线药物”,用来治疗所有抗生素均无效的严重感染
11. ^ https://ordonews.com/chernobyl-mold-could-protect-the-iss-from-cosmic-radiation/#:~:text=Chernobyl%20mold%20could%20protect%20the%20ISS%20from%20cosmic,presence%20there%20by%20the%20end%20of%20the%20decade