Vi khuẩn trở nên nguy hiểm hơn đáng kể khi tồn tại bên ngoài Trái đất

Phạm Hải

Đối với quan điểm của nhiều quốc gia trên thế giới, không gian vũ trụ đang trở thành “biên giới cuối cùng” - đích đến cho những cuộc chạy đua về khoa học kỹ thuật và lợi ích quốc gia. Con người ngày càng chú trọng phát triển các công nghệ để đạt được khả năng du hành nhanh hơn và thông minh hơn vào không gian, tuy nhiên lại dường như không mấy quan tâm đến một vấn đề cũng vô cùng quan trọng khác, đó là tác động tiêu cực từ hoạt động này đối với môi trường bên ngoài Trái đất và đặc biệt là sức khỏe của chính các phi hành gia.

Không gian mang đến cho chúng ta nguồn kiến thức dường như vô tận, và sự nguy hiểm của nó cũng vậy. Lấy ví dụ đơn giản, vi khuẩn - loài ký sinh trùng nhân sơ đơn bào gây nhiều phiền toái cho sức khỏe của con người - sẽ trở nên nguy hiểm hơn gấp bội nếu chúng tồn tại trong không gian bên ngoài Trái đất.

Vi khuẩn sống trong chúng ta và tồn tại ở mọi bề mặt xung quanh chúng ta. Vì vậy, cho dù chúng ta muốn hay không, những sinh vật siêu nhỏ này cũng sẽ có mặt ở bất cứ nơi nào mà con người đặt chân đến - kể cả trong không gian. Điều đáng nói ở chỗ môi trường độc đáo của không gian cũng sẽ có tác động lớn đến vi khuẩn, nhưng là theo chiều hướng tích cực: Khiến chúng trở nên mạnh mẽ hơn.

Trạm vũ trụ quốc tế có thể là nơi chứa vi khuẩn trong không gian

Mức độ nghiêm trọng của vấn đề vẫn chưa được hiểu rõ

Tất cả sự sống trên Trái đất đều phát triển bình thường nhờ lực hấp dẫn luôn tồn tại. Khi trọng lực bị loại bỏ hoặc giảm đi đáng kể, chẳng hạn như môi trường bên ngoài Trái đất, các quá trình chịu ảnh hưởng của trọng lực sẽ bị biến đổi theo cách khác.

Trong không gian, nơi có trọng lực nhỏ nhất, hiện tượng lắng cặn (khi chất rắn ở thể lỏng lắng xuống đáy), đối lưu (truyền nhiệt năng) và lực nổi (lực làm cho một số vật nổi) bị giảm thiểu. Tương tự, các loại lực như lực căng bề mặt chất lỏng và lực mao dẫn (khi chất lỏng chảy để lấp đầy một không gian hẹp) trở nên mạnh hơn.

Tuy nhiên, các nhà khoa học hiện tại vẫn chưa thực sự hiểu đầy đủ về cách thức những thay đổi như vậy có ảnh hưởng cụ thể như thế nào đến các dạng sống.

Điều gì khiến vi khuẩn trở nên ‘chết chóc’ hơn trong không gian?

Nghiên cứu từ các nhiệm vụ bay thám hiểm không gian đã được thực hiện trước đây cho thấy vi khuẩn trở nên chết chóc và có sức sống mãnh liệt hơn khi tiếp xúc với vi trọng lực (khi lực hấp dẫn ở ngưỡng cực nhỏ).

Trong không gian, vi khuẩn dường như trở nên kháng thuốc kháng sinh hơn và có khả năng gây chết người lớn hơn. Ngoài ra, vi khuẩn đã theo chân con người vào không gian sau đó “quá giang” trở về Trái đất cũng sẽ sở hữu những đặc tính biến đổi nguy hiểm hơn so với những người anh em sống định cư dưới mặt đất.

Chưa dừng lại ở đó, các nghiên cứu chỉ ra rằng vi khuẩn dường như cũng biến đổi nhanh hơn trong không gian. Tuy nhiên, những đột biến này chủ yếu là để chúng thích nghi với môi trường mới tốt hơn chứ không hẳn khiến chúng có độc tính khủng khiếp hơn. Trong tương lai, cần phải có thêm nhiều nghiên cứu để xem sự thích nghi như vậy có thực sự cho phép vi khuẩn gây bệnh nhiều hơn cho con người cũng như các loài động vật khác hay không.

Khả năng “teamwork” của vi khuẩn trong không gian - tin xấu đối với các trạm vũ trụ

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng vi trọng lực của không gian thúc đẩy sự hình thành màng sinh học của vi khuẩn. Màng sinh học là các khuẩn lạc tế bào dày đặc tạo thành một ma trận các chất cao phân tử cho phép vi khuẩn dính với nhau và bám chặt hơn vào các bề mặt tĩnh.

Ngoài ra, màng sinh học cũng giúp làm tăng sức đề kháng của vi khuẩn đối với thuốc kháng sinh, thúc đẩy sự tồn tại của chúng và cải thiện khả năng gây nhiễm trùng. Các nhà khoa học đã từng ghi nhận hiện tượng màng sinh học vi khuẩn phát triển và gắn vào thiết bị trên các trạm vũ trụ, khiến các thiết bị này bị hư hại sau thời gian ngắn.

Chẳng hạn: Màng sinh học vi khuẩn đã ảnh hưởng đến cửa sổ điều hướng, điều hòa không khí, máy điện phân oxy, bộ phận tái chế nước và hệ thống kiểm soát nhiệt của trạm vũ trụ Mir. Việc các thiết bị như vậy tiếp xúc lâu dài với màng sinh học có thể dẫn đến hỏng hóc, gây ảnh hưởng lớn đến công việc của các phi hành gia cũng như sức khỏe của chính họ.

Một tác động khác của vi trọng lực lên vi khuẩn liên quan đến sự biến dạng cấu trúc của chúng. Một số vi khuẩn đã tự giảm kích thước và tăng số lượng tế bào khi phát triển trong môi trường không trọng lực. Các tế bào vi khuẩn có diện tích bề mặt nhỏ hơn sẽ có ít tương tác giữa phân tử và tế bào hơn, và điều này làm giảm hiệu quả của thuốc kháng sinh chống lại chúng.

Hơn nữa, việc không có các tác động do trọng lực tạo ra, chẳng hạn như sự lắng và nổi, có thể thay đổi cách vi khuẩn hấp thụ chất dinh dưỡng. Điều này làm tăng khả năng kháng thuốc và lây nhiễm của chúng trong không gian.

Tất cả những thực tế nêu trên đều có ý nghĩa nghiêm trọng, đặc biệt là đối với các chuyến bay vũ trụ kéo dài. Việc bị nhiễm trùng do vi khuẩn mà không thể điều trị được trong những trường hợp như vậy sẽ là một thảm họa. Do đó, việc khử khuẩn kỹ lưỡng trước, trong và sau khi thực hiện các nhiệm vụ không gian sẽ là một trong những trong tâm quan trọng lĩnh vực khám phá vũ trụ của con người.