La Chine a récemment lancé sa mission Tianwen-1 sur Mars. Une fusée contenant un orbiteur, un atterrisseur et un rover a décollé de la province de Hainan, dans l’espoir de déployer le rover à la surface de Mars au début de l’année prochaine.
De même, le lancement de la mission Emirates sur Mars a marqué l’incursion du monde arabe dans les voyages spatiaux interplanétaires. Et le 30 juillet, nous avons vu le rover Mars Perseverance de la NASA décoller enfin de Floride.
Pour de nombreuses nations et leurs peuples, l’espace devient la frontière ultime. Mais même si nous acquérons la capacité de voyager plus intelligemment et plus rapidement dans l’espace, il reste encore beaucoup d’inconnus quant à ses effets sur les substances biologiques, y compris nous.
Si les possibilités d’exploration spatiale semblent infinies, ses dangers le sont aussi. Et un danger particulier vient des plus petites formes de vie sur Terre: les bactéries.
Les bactéries vivent en nous et tout autour de nous. Que cela nous plaise ou non, ces organismes microscopiques nous accompagnent partout où nous allons, y compris dans l’espace. Tout comme l’environnement unique de l’espace a un impact sur nous, il en va de même pour les bactéries.
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Nous ne connaissons pas encore la gravité du problème
Toute vie sur Terre a évolué avec la gravité comme une force omniprésente. Ainsi, la vie sur Terre ne s’est pas adaptée pour passer du temps dans l’espace. Lorsque la gravité est supprimée ou considérablement réduite, les processus influencés par la gravité se comportent également différemment.
Dans l’espace, où la gravité est minime, la sédimentation (lorsque les solides d’un liquide se déposent au fond), la convection (le transfert d’énergie thermique) et la flottabilité (la force qui fait flotter certains objets) sont minimisées.
De même, des forces telles que la tension superficielle du liquide et les forces capillaires (lorsqu’un liquide s’écoule pour remplir un espace étroit) deviennent plus intenses.
On n’a pas encore pleinement compris l’impact de ces changements sur les formes de vie.
Comment les bactéries deviennent plus mortelles dans l’espace
Fait inquiétant, les recherches menées dans le cadre de missions de vol spatial ont montré que les bactéries deviennent plus mortelles et résilientes lorsqu’elles sont exposées à la microgravité (lorsque seules de minuscules forces gravitationnelles sont présentes).
Dans l’espace, les bactéries semblent devenir plus résistantes aux antibiotiques et plus mortelles. Ils restent également ainsi pendant une courte période après leur retour sur Terre, par rapport aux bactéries qui n’ont jamais quitté la Terre.
En plus de cela, les bactéries semblent également muter plus rapidement dans l’espace. Cependant, ces mutations permettent principalement aux bactéries de s’adapter au nouvel environnement – et non de devenir extrêmement mortelles.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si de telles adaptations permettent en fait aux bactéries de provoquer davantage de maladies.
Le travail d’équipe bactérien est une mauvaise nouvelle pour les stations spatiales
La recherche a montré que la microgravité de l’espace favorise la formation de biofilm de bactéries.
Les biofilms sont des colonies de cellules densément compactées qui produisent une matrice de substances polymères permettant aux bactéries de se coller les unes aux autres et aux surfaces stationnaires.
Les biofilms augmentent la résistance des bactéries aux antibiotiques, favorisent leur survie et améliorent leur capacité à provoquer des infections. Nous avons vu des biofilms se développer et se fixer aux équipements des stations spatiales, ce qui les a amenés à se biodégrader.
Par exemple, les biofilms ont affecté la fenêtre de navigation de la station spatiale Mir, la climatisation, le bloc d’électrolyse d’oxygène, l’unité de recyclage de l’eau et le système de contrôle thermique. L’exposition prolongée de ces équipements à des biofilms peut entraîner des dysfonctionnements, qui peuvent avoir des effets dévastateurs.
Un autre effet de la microgravité sur les bactéries concerne leur distorsion structurelle. Certaines bactéries ont montré une réduction de la taille des cellules et une augmentation du nombre de cellules lorsqu’elles sont cultivées en microgravité.
Dans le premier cas, les cellules bactériennes avec les plus petites surfaces ont moins d’interactions molécule-cellule, ce qui réduit l’efficacité des antibiotiques contre elles.
De plus, l’absence d’effets produits par la gravité, tels que la sédimentation et la flottabilité, pourrait altérer la manière dont les bactéries absorbent les nutriments ou les médicaments destinés à les attaquer. Cela pourrait entraîner une augmentation de la résistance aux médicaments et de l’infectiosité des bactéries dans l’espace.
Tout cela a de graves implications, en particulier lorsqu’il s’agit de vols spatiaux long-courriers où la gravité ne serait pas présente. Vivre une infection bactérienne qui ne peut être traitée dans ces circonstances serait catastrophique.
Les avantages de la recherche spatiale
D’autre part, les effets de l’espace se traduisent également par un environnement unique qui peut être positif pour la vie sur Terre.
Par exemple, les cristaux moléculaires de la microgravité spatiale deviennent beaucoup plus gros et plus symétriques que sur Terre. Avoir des cristaux plus uniformes permet la formulation de médicaments et de traitements plus efficaces pour lutter contre diverses maladies, notamment les cancers et la maladie de Parkinson.
De plus, la cristallisation des molécules permet de déterminer leurs structures précises. De nombreuses molécules qui ne peuvent pas être cristallisées sur Terre peuvent se trouver dans l’espace.
Ainsi, la structure de ces molécules pourrait être déterminée à l’aide de la recherche spatiale. Cela faciliterait également le développement de médicaments de meilleure qualité.
Les câbles à fibres optiques peuvent également être fabriqués selon des normes bien meilleures dans l’espace, en raison de la formation optimale de cristaux. Cela augmente considérablement la capacité de transmission de données, rendant la mise en réseau et les télécommunications plus rapides.
Alors que les humains passent plus de temps dans l’espace, un environnement criblé de dangers connus et inconnus, des recherches plus poussées nous aideront à examiner en profondeur les risques – et les avantages potentiels – de l’environnement unique de l’espace.
Cet article est réédité de The Conversation par Vikrant Minhas, doctorant, Université d’Adélaïde sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original.
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