Biofilms in space: how scientists want to "reconstruct" the micro-world to protect the crew and plants

Редакция BurgasMedia Анастасія Левченко
12.03.2026 • 09:11
1372 прегледа
16 коментара
Biofilms in space: how scientists want to "reconstruct" the micro-world to protect the crew and plants
Снимка от NASA/Roscosmos, Wikimedia Commons (Public domain)

ISS research shows that in weightlessness, biofilms change their structure, genes and resistance. Scientists are already thinking about how to consciously "design" such micro-communities to protect astronauts and help plants in space

When we imagine life in space, we think of rockets, robots and spacesuits. We rarely think of the miniature "citizens" of each space mission - bacteria and fungi. And they do not travel alone, but in complex communities called biofilms - mini-cities of microorganisms, wrapped in their own protective "slimy" matrix. It is these biofilms that turn out to be some of the most interesting and at the same time problematic "passengers" of the International Space Station.

What the experiments in microgravity show

In recent years, a series of experiments have been carried out on the ISS and in ground models, which track how biofilms behave under microgravity conditions - real in orbit and simulated in laboratories. Projects are investigating how the density, thickness, structure and gene expression of these microscopic "colonies" change when gravity practically disappears.

The results are becoming clearer: in weightlessness, biofilms are not just a "copy" of the terrestrial ones, but often show a different architecture, a different growth rate and altered activity of genes associated with stress resistance and even antimicrobial agents. In some cases, they form thicker and healthier layers on surfaces, and in others - the structure becomes looser and more fragile.

Risk and opportunity: biofilms as a problem and as a tool

In a closed environment like the ISS, biofilms are a double-edged sword. On the one hand, their uncontrolled growth can damage vital systems - pipes, filters, surfaces in air and water control systems. Corrosion, blockages and microscopic "colonies" in the wrong place are a real technical risk. Some species can also become a health problem for the weakened immune system of astronauts.

On the other hand, biofilms are also a natural protective barrier - they can retain water and nutrients around the roots of plants, "push out" pathogenic microbes and help food crops survive with limited resources. Studies with so-called "endophytes" - beneficial bacteria and fungi in plants - show that such microscopic partners can help crops grow better even with less nitrogen and phosphorus, including in experiments on the ISS.

How weightlessness rewrites the genes of microbes

One of the most interesting discoveries is that in microgravity not only the shape of the biofilms changes, but also which genes are turned on and off. Analyses of gene expression show that in space, microorganisms often activate a set of genes associated with stress, resistance and interaction with the surface. In some experiments, a more active horizontal transfer of genes is also observed - exchange of DNA between microbes, including genes for resistance to antibiotics.

This means that in a closed environment, far from Earth, microbial communities can evolve differently than on the planet's surface. Not necessarily "more dangerous" in every case, but definitely more unpredictable if not carefully monitored. That is why the new missions rely heavily on metagenomics, transcriptomics and other modern approaches to monitor in real time what is happening at the genetic level in these mini-ecosystems.

The next step: purposeful "construction" of biofilms

Once it became clear that biofilms will exist in space anyway, some scientists began to look at them not only as a threat, but also as a resource. The idea is simple, but ambitious: instead of fighting chaotic microbial communities, we start "designing" them - selecting species and combinations that are safer for the crew and more useful for the ship's systems and plants.

This includes several directions:

  • the choice of materials and surfaces that either limit harmful biofilms (e.g. specially treated metals), or support the desired microbial communities;
  • creating "useful" biofilms to protect water and air systems from aggressive microbes;
  • development of microbial consortia for plant roots to help improve crop growth in microgravity.

In some experiments, it is already being tested how different materials - from stainless steel to special antimicrobial surfaces - affect which biofilms develop and how. The data helps to choose more suitable materials for future stations and ships.

Why this is important for future missions to the Moon and Mars

The longer the missions become - to the Moon, Mars or deep space - the less "luxury" there will be for mistakes. We cannot endlessly replace damaged equipment or rely on constant supplies from Earth. At the same time, astronauts will need fresh food, a stable water and air system, and an environment in which the risk of infection is minimal.

Biofilms - if left uncontrolled - can undermine all of this. But if well understood and "tamed", they can become invisible allies: to retain moisture around the roots of plants, to release nutrients more slowly, to block pathogens and to protect key surfaces from corrosion and contamination.

Micro-worlds that decide the fate of major missions

At first glance, the topic of biofilms sounds like something distant and purely scientific. But behind it lies a very human question: how to make people live long and safely far from Earth? The answer lies in the recognition that we will never travel alone - we will always carry microscopic companions with us.

Today, scientists are learning not just to endure them, but to manage them. To observe how microgravity changes the structure, genes and resistance of biofilms - and step by step to start "constructing" micro-worlds that will work for us, not against us. Ultimately, the future of spaceflight may depend not only on the big rockets, but also on the invisible cities of bacteria that we build together with them.

Автор Анастасія Левченко
Анастасія Левченко

Автор на тази статия

Анастасія Левченко е културолог и публицист с украински произход. Завършила е културна антропология и работи в сферата на междусоциалния диалог.

Пише за украинската диаспора, култура и гражданско участие. Активна в неправителствени инициативи.

Тагове:
space microorganisms plants ISS missions biofilms microgravity
Сподели:

Коментари (16)

Avatar
Commenter

Дишко

12.03.2026, 09:23

абе, пичове, готино! 😂 сериозно, кой би помислил, че ще се занимаваме с биофилми в космоса? аз си мислех, че там само прах и радиация има.

Commenter

5CC903F125

12.03.2026, 09:25

Абе Дишко, пичове всички! 😂 Наистина е яко това за биофилмите, ама да ви кажа, малко ме е страх да не стане кат в някой лош филм! 😬 Все пак, след като гледам к’во правят тия руски хакери тука на Земята, кой знае какви ги вършат и те в космоса?! Сериозно, няма ли риск да мускулисат биофилмите и да направят някаква космическа бактериална империя? 🦠 Аз се питам – има ли гаранция, че ще са на наша страна тези микробички? Честито ни космическо завоевание от малките гадини! 😂 И като се сетя колко пари хвърляме за космос, а трябва 😅

Commenter

fan657@bg

12.03.2026, 09:25

Абе, тва значи ли, че скоро ше гледаме космически до

Commenter

Нидар

12.03.2026, 09:27

Еее, браво на нашите учени! 🚀🇧🇬 Направо ме кефи как сме на върха на науката! Да се прават биофилми в космоса -

Commenter

DB817F89EC

12.03.2026, 10:31

абе, интересно звучи, разбира се... ама наистина ли са толкова напреднали нещата? честно казано, малко ми се струва твърде оптимистично да си "дизайнират" микрообщности за защита. как гарантираме, че тези биофилми няма да станат проблем сами по себе си в дългосрочен план? и как ще се справят с

Commenter

Yordan35

12.03.2026, 10:33

Абе, DB817F89EC прав си на 100%. И аз съм малко скептичен. "Дизайнират" микрообщности... Звучи доста амбициозно, да не кажа наивно. Ясно е, че проучванията са важни и може би ще има ползи в дългосрочен план, ама все пак трябва да сме реалисти. 👏

Commenter

mega_king258

12.03.2026, 10:35

Абе, DB817F89EC, много прав си, брат! И аз съм малко на "ама наистина ли?" вълна тук. Честно казано, "дизайнират" биофилми... все едно да кажем, че ще проектираме облаци за дъжд по поръчка! 😅

Commenter

95686F

12.03.2026, 10:36

Абе, DB817F89EC, прав си на 100%! Голям кеф е да чета научни неща ама трябва да мислим и с двата крака, а не само с главата! "Дизайнират" биофилми... пич, сериозно ли? Все едно да гледаш руска пропаганда и да вярваш на всяка дума! 🤣

Commenter

xkvx756

12.03.2026, 10:31

Абе хора, вие го казвате толкова лесно "биофилми" ама... 😅 Сериозно, звучи като нщо от фантастичен филм! Представям си астронавтите да се борят с космически слузеи… само и само да си спа

Commenter

real947@bg

12.03.2026, 10:36

Евала на учените! 🚀🇧🇬 Наистина, звучи малко откачено в началото, ама като се замислиш – гениално е! Все пак, представяте ли си как ще решим проблеми с храната и кислорода извън Земята? Ама наистина, супер яко!

Commenter

Раслав

12.03.2026, 11:36

Ахахаха, да бе, "преконструират" микросвета... Все едно си играем на Minecraft в космоса! 🤣 Наистина е интересно, ама аз се замислих - а ако тези биофилми мускулисат и решат да си прават собствен свят там горе? Представям си един сценарий: астронавтите са си мислели, че ги пазят, а те – микробите – вече са си построили космическа цивилизация! 👽

Commenter

real880@eu

12.03.2026, 11:40

абе раславе, хахах, добре го каза за minecraft-а! но по-сериозно - малко МЕ

Commenter

gosho557@eu

12.03.2026, 13:56

аби хора, много интересно нещо излезе! чета новината за биофилмите в космоса и ми е яко как се развива науката ни. все пак, като гледам колко бързо се развиват технологиите тук на земята, не ме учудва, че вече и в космоса търсят решения с помощта на микроорганизми. 💩

Commenter

Стеслав

12.03.2026, 15:04

Абе, хоря, чудесна новина, наистина! Ама виж сега – всички се кефим как ще "дизайнираме" микросветче в космоса... да пазят астронавтите и растенията. Ясно, науката е яко нещо, ама не мислите ли, че малко прекаляваме с терминологията? "Преконструират"? Звучи като някой да строи небостъргач от бактерии!

Commenter

gmrebb826

12.03.2026, 15:06

Абе хора, к'во става тук?! 😂 Сега и микробите ще ни спасяват в космоса? Яко е, де, ама малко страшно звучи... Все пак, хубаво е да видя, че нашите учени също участват във такива неща. Дано успеят да 😡

Commenter

Стар_Човек

12.03.2026, 16:06

Абе, сериозно ли? "Преконструират"?! Тоя термин май е прекалено... Аз пък се замислих – ако почнем да си играем на Бог с ТИЯ микроби, какво ще стане, като нещо се обърка? Нали все пак там горе е малко по-различно от земята, а? Дано не излезят някви

Свързани статии

A comet, unseen for 170,000 years, is now visible to the naked eye
Curious from around the world
Artemis II: Four Astronauts Return to Earth After Historic Moon Mission
Curious from around the world