【T-119d】與「菌」偕行的月宮

//月宮一號第二批成員連續生活時間已超過180日，創造了新的世界紀錄！

//本文作者：第二批艙內成員之一、2016級博士伊志豪

依稀記得在「月宮365」剛啟動時，就有人問到：艙內有細菌嗎？

答曰：當然啦！

眾所周知，「月宮一號」是我國第一個、世界第三個空間基地生命保障地基綜合實驗裝置，早在2014年5月，它就完成了長達105天的我國首次長期多人密閉實驗。2017年5月，「月宮365」實驗啟動，目前正在進行中。

「月宮一號」之所以有較高的穩定性和閉合度，要得益於建立了世界上首個成功的四生物鏈環的系統，包括植物、動物、微生物和人。因此，系統內存在著細菌、真菌等微生物，這是系統中非常重要的一壞。

1、微生物是不可或缺的

微生物與植物共生

植物單元在 BLSS 的功能發揮上佔據著最重要的位置，而植物在生長過程中不可避免地與其生長環境中的微生物相互作用，兩者形成了植物—微生物共生體系統，植物影響著其周圍的微生物的群落演替，而這些植物微生物又通過其生命活動影響植物的生長發育。

比如，微生物影響著植物的生長率、大小、塑性和活力；菌根真菌可以增加葉毛狀體密度；增加植物的活力，從而改變揮發物的排放；以及改變植物的植物激素調節等等。

根據前期研究結果表明，小麥細菌數量基本在10^6 ～10^8 CFU / g 乾重，真菌數量為 10^5 CFU / g乾重，放線菌數量在10^3～10^4 CFU / g乾重。微生物數量在密閉實驗前期波動較大，隨著系統穩定的運行，微生物數量趨於穩定，而且微生物數量隨著時間而呈現下降的趨勢[1]。

微生物與固廢共存

小麥收穫後麥粒可以加工供人食用，而不可食用部分如秸稈等，必須需要通過放入固體廢物發酵系統降解，釋放出光合固定的碳源，循環才能正常運轉。

那麼，微生物可以加速或者降低固廢降解的進程。通過控制溫濕度、攪拌、曝氣等條件調整微生物的數量，從而控制發酵速度，從而保證艙室內二氧化碳濃度維持在設定範圍內。

2、微生物是不可避免的

微生物與志願者共舞

志願者體表和體內通常生活著大量微生物，它們是人體微生態平衡系統的重要組成，有益於人體健康。 前期實驗表明，月宮一號一期志願者（三個健康成人）的微生物群落結構與情緒狀態密切相關。細菌屬的羅斯氏菌(Roseburia)、考拉杆菌屬(Phascolarctobacterium)等與積 極情緒有潛在的正相關關係，而雙歧桿菌、擬桿菌屬等則與消極情緒有關[2]。

但隨著時間的推移，這些微生物會通過呼吸或其他途徑源源不斷地傳播到艙內環境。

另外，月宮艙室的結構組件、設備，消毒滅菌措施很難完全消除頑強的細菌， 這些逃脫並進入密閉艙的微生物或孢子，遇到適宜的條件，就會繼續生長繁殖，並擴散到艙內各個角落。當然，也會與志願者「共舞」。

不過，不用擔心志願者的狀況。在「月宮365」啟動之前，就已經做了多方面全方位的消毒措施，將微生物控制在與國際標準一致的範圍以內。

有人實驗開始後，採取多方面措施抑制微生物的增長，並持續監測微生物的數量，目前處在允許範圍以內。

所以，不用擔心志願者在微生物的包圍下是否會生活的「水深火熱」。

總之，我們對待微生物是嚴肅的。「月宮一號」艙內既利用微生物來提高系統的穩定性，又能將微生物控制在允許範圍以內，保障志願者的身心健康。

Reference：

[1] 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 and Biotechnology. 2016, 100(9): 4085-4095.

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

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

PS：CFU=Colony-Forming Units=菌落形成單位

To be continued……