باستخدام «طحلب البط».. ناسا تحارب مستعمرات البكتيريا في الفضاء

يعمل العلماء في مركز مارشال الفضائي التابع لناسا في هانتسفيل، ألاباما، على تطوير طرق جديدة لمكافحة الأغشية الحيوية، ومستعمرات البكتيريا والفطريات المرنة التي تشكل تحديا كبيرا للمهام الفضائية المستقبلية.

ويعمل فريق تخفيف الأغشية الحيوية، بقيادة عالمة الأحياء الدقيقة "يو-آن فيليز-جوستينيانو"، على إيجاد حلول مبتكرة لمنع هذه المستعمرات من الازدهار في الظروف القاسية للفضاء.

• غبار القمر المشحون.. ناسا تواجه أخطاره بتجربة علمية فريدة

ويمكن العثور على الأغشية الحيوية، وهي مادة لزجة تنتجها البكتيريا أو الفطريات لحماية نفسها، في العديد من الأماكن على وجه الأرض، من مياه البرك الراكدة إلى أحواض الاستحمام القذرة، وفي الفضاء، يكون الغشاء الحيوي أكثر مرونة، ويزدهر على الرغم من الجاذبية الصغرى، وتغيرات الضغط، والأشعة فوق البنفسجية، ومستويات المغذيات، والإشعاع.

ويقول فيليز جوستينيانو: "تتجاهل البكتيريا العديد من التحديات التي يتعامل معها البشر في الفضاء".

وأضافت ليزل كولنر، المتدربة في برنامج "Pathways" في ناسا، والتي تستخدم تقنيات الفحص المجهري المتقدمة لمساعدة الفريق في البحث: "الأغشية الحيوية رديئة ولزجة ويصعب قتلها".

وكلفت وكالة ناسا المهندسين والكيميائيين في مركز مارشال بدراسة تقنيات التخفيف لمعالجة العقبات المحتملة التي يمكن أن يشكلها الأغشية الحيوية في المركبات الفضائية المستقبلية في عصر أرتميس والموائل القمرية.

وطرحت سابقا حلول مثل طباعة قطع الغيار ثلاثية الأبعاد على القمر أو المريخ، لاستبدال تلك التي تفسدها الأغشية الحيوية، ولكن المهندسين يسعون إلى تطوير استراتيجيات لمنع تراكم الأغشية الحيوية تماما، حتى مع القدرة على الاستبدال.

وفي يونيو/ حزيران 2023، نشر الفريق تسلسل الجينوم الكامل للعديد من سلالات البكتيريا من نظام استصلاح المياه في المحطة الفضائية، المعروف بزراعة الأغشية الحيوية.

كما صمموا منصة اختبار تحاكي الظروف في خزان مياه الصرف الصحي، باستخدام المفاعلات الحيوية لدراسة خيارات التخفيف المختلفة، وأحد الأساليب الواعدة يتضمن استخدام طحلب البط، وهو نبات معروف بقدراته الطبيعية على تنقية المياه، مما أدى إلى تقليل نمو الأغشية الحيوية بنسبة تصل إلى 99.9%.

وعلى مدى 3 أشهر، اختبر الفريق استراتيجيات مختلفة لتخفيف السطح، والطلاءات المضادة للميكروبات، ومستويات درجات الحرارة، وقاموا بمراقبة نمو الأغشية الحيوية، وأعدوا عينات للدراسة المجهرية.

ويقول فيليز جوستينيانو: "البكتيريا والفطريات ذكية، إنهم يتكيفون، وسوف يتطلب الأمر مزيجا من أساليب تخفيف الأغشية الحيوية الفعالة للتغلب على هذا التحدي".