Διάστημα και ανθρώπινη αναπαραγωγή.

Ο εποικισμός του Διαστήματος χρειάζεται ασφαλές... σεξ.

Δύσκολη αλλά αναγκαία η ανθρώπινη αναπαραγωγή στο Διάστημα, η οποία απειλείται από την κοσμική και την ηλιακή ακτινοβολία, αν θέλει ο άνθρωπος να φθάσει σε μακρινούς κόσμους

Το «Voyager 1» είναι το πιο γρήγορο διαστημόπλοιο που έχει κατασκευάσει ποτέ ο άνθρωπος. Καθώς ταξιδεύει αδιάκοπα στο Διάστημα για περισσότερο από 30 χρόνια, έχει καταφέρει μέχρι τώρα

να διανύσει μόνο το 1/100 της απόστασης που χωρίζει τη Γη από το αστέρι Proxima Centauri, που είναι το πλησιέστερο στον πλανήτη μας.

Αυτό, με βάση τα σημερινά δεδομένα, σημαίνει ότι ένα ταξίδι στα κοντινά μας ηλιακά συστήματα θα διαρκούσε γενεές ολόκληρες. Με άλλα λόγια, χωρίς την ανθρώπινη αναπαραγωγή στο Διάστημα, ο εποικισμός απομακρυσμένων κόσμων δεν είναι εφικτός.

Ομως το σεξ στο Διάστημα δεν είναι εύκολη υπόθεση. Και πολλοί επιστήμονες θεωρούν αδύνατη την αναπαραγωγή εξαιτίας των θανατηφόρων επιδράσεων των κοσμικών και ηλιακών ακτινοβολιών στον ανθρώπινο οργανισμό.

Παρ' όλα αυτά, το πιο σοβαρό και φιλόδοξο σχέδιο που έχει αρχίσει να συζητείται για την κατάκτηση του Διαστήματος από τον άνθρωπο, από την περίφημη εταιρεία DAPRA με τη συμμετοχή εκατοντάδων καταξιωμένων επιστημόνων, θέτει ως χρονοδιάγραμμα για ένα ταξίδι στ' αστέρια, τα 100 χρόνια.

Ενα διαστημόπλοιο θα ξεκινήσει για το μακρύ του ταξίδι, αλλά στον τελικό προορισμό θα φθάσουν τα εγγόνια των αρχικών αστροναυτών.

«Η κοσμική ακτινοβολία θα αποστερούσε κάθε ίχνος γονιμότητας από κάθε θηλυκό έμβρυο που θα συλλαμβανόταν στο Διάστημα, και θα επέφερε σοβαρές βλάβες και στη γονιμότητα των ανδρών μελών του πληρώματος», τονίζει ο δρ Τ. Στορμ, βιοφυσικός, ειδικός στην ακτινοβολία, από το Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA που συνεργάζεται με την DAPRA στο φιλόδοξο σχέδιο.

Το DNA που καθοδηγεί την ανάπτυξη όλων των κυττάρων στον ανθρώπινο οργανισμό, μπορεί εύκολα να υποστεί σοβαρές βλάβες από την ακτινοβολία στην οποία θα εκτίθεντο οι αστροναύτες. Μελέτες που έχουν γίνει σε θηλαστικά πειραματόζωα, έδειξαν ότι η ιοντίζουσα ακτινοβολία σκοτώνει τα κύτταρα των ωαρίων σε ένα θηλυκό έμβρυο κατά το δεύτερο μισό της εγκυμοσύνης.

«Αυτό σημαίνει ότι αν δεν υπάρχει περιβάλλον προστασίας γι' αυτά τα κύτταρα κατά τη διάρκεια της κύησης, τότε δεν μπορεί να υπάρξει και ανθρώπινη αποικία οπουδήποτε στο Διάστημα», λέει ο δρ Στορμ.

Η ακτινοβολία στο Διάστημα προέρχεται από αρκετές πηγές, αλλά το ενδιαφέρον της NASA εντοπίζεται σε δύο είδη, στην κοσμική και σε εκείνη που εκλύεται από τις ηλιακές εκλάμψεις. Οι τελευταίες είναι το αποτέλεσμα τεράστιων εκρήξεων στην ατμόσφαιρα του Ηλίου, από τις οποίες απελευθερώνονται προς κάθε κατεύθυνση πρωτόνια με υψηλό ηλεκτρικό φορτίο.

Η ατμόσφαιρα της Γης και το μαγνητικό της πεδίο απορροφούν σε μεγάλο βαθμό τη βλαβερή ακτινοβολία, στο Διάστημα όμως οι αστροναύτες είναι πιο ευάλωτοι.

Από την άλλη, η κοσμική ακτινοβολία που διατρέχει το Σύμπαν είναι ακόμη πιο επικίνδυνη λόγω της σύστασης των σωματιδίων που την αποτελούν. Από την πλευρά της, η Αθηνά Ανδρεάδη, που είναι βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης, επισημαίνει κατ' αρχάς ότι σε καθεστώς έλλειψης βαρύτητας, το σεξ αυτό καθεαυτό είναι πολύ δύσκολη υπόθεση, καθώς δεν υπάρχει τριβή.

«Πιο σημαντικό όμως είναι ότι ελλοχεύουν κίνδυνοι που ούτε ξέρουμε, ούτε θα έχουμε προβλέψει και θα πρέπει να είμαστε έτοιμοι για απώλειες».

Τοκετός στο διάστημα - Πώς, πότε και γιατί

Καθώς η ανθρωπότητα φαντάζει το μέλλον της στο διάστημα, πολλοί πιστεύουν ότι οι τεχνολογικές εξελίξεις και οι επιστημονικές ανακαλύψεις θα ανοίξουν το δρόμο για τους μελλοντικούς οικισμούς. Το ερώτημα είναι, θα μπορούν οι άνθρωποι να αναπαράχθουν έξω από τη Γη; Ας το ανακαλύψουμε.

Η αντίστροφη μέτρηση είναι: πιθανό το πρώτο παιδί να γεννηθεί έξω από τον πλανήτη Γη μέσα σε μόλις πέντε χρόνια. Το 2024, η τεχνολογική εταιρεία SpaceLife Origin σχεδιάζει να στείλει μια έγκυο γυναίκα 250 μίλια πάνω από τη Γη όπου θα γεννήσει το πρώτο μωρό του χώρου κατά τη διάρκεια μιας αποστολής 24 έως 36 ωρών υπό την επίβλεψη μιας ομάδας ιατρικών εμπειρογνωμόνων. Πριν ξεκινήσει ένα τέτοιο πρωτοποριακό έργο, η ολλανδική εταιρεία έχει θέσει ως στόχο να κατασκευάσει την κιβωτό, ένα φυτώριο για «ανθρώπινα γεννητικά κύτταρα που θα προστατεύει τους σπόρους της ζωής από την ακτινοβολία, τη θερμότητα και άλλα εφέ του χώρου. Είναι προγραμματισμένη να τεθεί σε τροχιά το 2020.

Το 2021, η εταιρεία θα ξεκινήσει την αποστολή Lotus, στην οποία θα λάβει χώρα μια τροχιακή εξωσωματική γονιμοποίηση και μετά από τέσσερις ημέρες το έμβρυο θα επιστραφεί στη Γη και θα εμφυτευτεί σε μια γυναίκα που θα φέρει το "διαστημικό"παιδί ".

Η ανθρώπινη γέννηση στο διάστημα είναι το επόμενο λογικό βήμα στην επιστήμη, το οποίο κατέστη εφικτό από πολυάριθμα πειράματα που έχουν διεξαχθεί όχι μόνο σε πρωτόζωα, άλγη, έντομα, σαλαμάνδρα και πουλιά, αλλά και σε θηλαστικά.

Πριν από την αποστολή ενός ανθρώπου στο διάστημα, οι γενετικοί επιστήμονες αναρωτήθηκαν πώς οι συνθήκες χώρου θα επηρέαζαν τα κύτταρα του κοσμοναύτη. Επομένως, οι μικροοργανισμοί, οι σπόροι των φυτών, οι μύγες των φρούτων, οι ποντικοί και τα σκυλιά αρχικά έρχονταν σε τροχιά για να ελέγξουν τις επιπτώσεις της έλλειψης βαρύτητας, της ακτινοβολίας, των κραδασμών και της επιτάχυνσης στην κληρονομικότητα. Δεν σημειώθηκαν σημαντικές αλλαγές στη γενετική πληροφορία του DNA κατά τη διάρκεια σύντομων πτήσεων. Το επόμενο λογικό βήμα, που φαινόταν ασφαλές, ήταν να στείλει έναν άνθρωπο.

Εάν τα γονίδια δεν είχαν καταστραφεί από την ακτινοβολία και δεν άλλαξαν απο την έλλειψη βαρύτητας, τότε είναι δυνατή η διαδικασία αναπαραγωγής υπό τις συνθήκες στο διάστημα; Για να απαντήσουμε σε αυτή την ερώτηση, οι επιστήμονες άρχισαν να διεξάγουν πειράματα με μονοκύτταρα φύκια και στη συνέχεια άλλαξαν σε φυτά.

Το 1978, οι "διαστημικές άλγες" Chlorella παραδόθηκαν στο επιστημονικό τροχιακό σύμπλεγμα Salyut-6 για να μελετήσουν την επίδραση της έλλειψης βαρύτητας στην ανάπτυξη του πληθυσμού των φυκιών. Ο μονοκύτταρος οργανισμός έλαβε το όνομά του λόγω ιδιοτήτων χρήσιμων για τους αστροναύτες: το chlorella απορροφά διοξείδιο του άνθρακα και παράγει οξυγόνο, περιέχει πολλή πρωτεΐνη, καθιστώντας το ένα θρεπτικό προϊόν και επίσης πολλαπλασιάζεται γρήγορα.

Το πείραμα ξεκίνησε με τέσσερα δοχεία με φύκια σε κατάσταση "αδρανοποίησης" σφραγισμένα σε φιαλίδια που παραδόθηκαν στο Salyut-6. Σε κάθε ένα από τα τρία δοχεία, ένας σωλήνας με chlorella θρυμματίστηκε, ρίχνοντας έτσι το σε ένα θρεπτικό μέσο. Τα υπόλοιπα φιαλίδια επιστράφηκαν στη Γη σε αδρανή κατάσταση για να μελετήσουν πώς μια μικρή πτήση είχε επηρεάσει τους οργανισμούς. Στη Γη, σε εργαστηριακές συνθήκες χωρίς έλλειψη βαρύτητας, η χλόρελα σπάρθηκε ως ομάδα ελέγχου ταυτόχρονα με την τροχιακή σπορά. Το τέταρτο δοχείο περιείχε φιαλίδια με διαφορετικούς τύπους φυκών, τα οποία φυτεύτηκαν επίσης σε θρεπτικό μέσο για να μελετήσουν την εκδήλωση ανταγωνισμού μεταξύ τους υπό την επήρεια διαφόρων κοσμικών θεμάτων.

Η σημασία του πειράματος ήταν ότι η δομή του ευκαρυωτικού κυττάρου του chlorella είναι παρόμοια με τα κύτταρα των ανώτερων φυτών και όλων των ζώων. Επομένως, περαιτέρω πειράματα με την αναπαραγωγή των "κοσμικών" οργανισμών εξαρτώνται από το αποτέλεσμα αυτής της αποστολής. Το πείραμα δεν βρήκε βασικές διαφορές μεταξύ των πληθυσμών των τροχιακών φυκιών και των φυκών που καλλιεργούνται στη Γη. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η μικροβαρύτητα δεν έχει καμία επίδραση στον ρυθμό ανάπτυξης των φυκιών: ο πληθυσμός της χλωρελίνας αναπτύχθηκε τόσο γρήγορα όσο αυτός στη Γη.

Το αποτέλεσμα της αποστολής της Chlorella επέτρεψε στους γενετιστές να προχωρήσουν σε πειράματα σε ανώτερα φυτά. Στο αεροσκάφος Soyuz-19, οι κοσμοναύτες άρχισαν να μελετούν την επίδραση των κοσμικών παραγόντων στην ανάπτυξη των ανθοφόρων φυτών της Crepeza και του Arabidopsis, παρατηρώντας την εμφάνιση των σπόρων τους και την επακόλουθη βλάστησή τους. Όταν τα νέα φυτά έφτασαν στο μέγεθος "ενήλικας", σταθεροποιήθηκαν έτσι ώστε να αποφευχθούν ζημίες κατά την πτήση και επέστρεψαν στη Γη.

Στο εργαστήριο, οι επιστήμονες συνέκριναν την πορεία ανάπτυξης "κοσμικών" οργανισμών με τις παραλλαγές της Γης ελέγχου για τις "βλάβες" της κληρονομικής συσκευής του κυττάρου. Μελέτες έδειξαν ότι οι κοσμικοί παράγοντες, ιδιαίτερα η ακτινοβολία, συνέβαλαν στη στατιστικά σημαντική αύξηση των χρωμοσωματικών ανωμαλιών, καθώς και στη διάσπαση της φυσιολογικής κυτταρικής διαίρεσης.

Το πείραμα του Peter Klimuk με τη βλάστηση των σπόρων μπιζελιών έδειξε επίσης ότι η κυτταρική διαίρεση στο διάστημα είναι διαφορετική από την ίδια στη Γη. Μετά το πρήξιμο, οι σπόροι απελευθερώθηκαν όχι στο έδαφος, αλλά στον αέρα. Ωστόσο, η ανάγκη λήψης θρεπτικών ουσιών ανάγκασε τις ρίζες να τεινούν στο έδαφος.

Έτσι, μελέτες σχετικά με την αναπαραγωγή και την ανάπτυξη των φυτών κατέδειξαν ότι η μικροβαρύτητα και η ακτινοβολία μπορεί να αλλάξουν τη συνήθη πορεία της ανάπτυξής τους. Ωστόσο, η αναπαραγωγή δεν σταμάτησε. Τι σημαίνει αυτό για πιο σύνθετους οργανισμούς;

Πώς οι κοσμικές μύγες έγιναν τα αγαπημένα αντικείμενα των επιστημόνων και τα ψάρια χάθηκαν στο διάστημα

Μικρές μύγες φρούτων, οι οποίες στους βιοχημικούς τους μηχανισμούς είναι παρόμοιες με πολλά ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, επίσης αποστέλλονται στο διάστημα. -, όπως αποδεικνύεται από έναν πολύ μεγαλύτερο αριθμό προχωρημένων προνυμφών.

Οι μύγες υποβλήθηκαν επίσης σε γενετικές αλλαγές: τροποποιήθηκε το γονίδιο που ήταν υπεύθυνο για την χιτινώδη μεμβράνη. Αλλά μετά την επιστροφή στη Γη σε 12 ώρες, το σώμα τους ανακτήθηκε πλήρως, πράγμα που δείχνει την προσαρμοστικότητα των χερσαίων οργανισμών σε διαφορετικές συνθήκες.

Τέσσερις γενιές του Drosophila melanogaster εμφανίστηκαν σε τροχιά, και οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι οι μύγες πολλαπλασιάστηκαν πολύ πιο ενεργά από ό, τι στη Γη.

Αλλαγές συνέβησαν επίσης με το νεογέννητο ψάρι Zebra rerio, το οποίο στάλθηκε στο Soyuz-16. Οι επιστήμονες διερεύνησαν τον τρόπο με τον οποίο διεξάγεται η διαίρεση των κυττάρων, καθώς και την εξέλιξη του τηγανίσματος και διαπίστωσαν ότι η μικροβαρύτητα επηρέασε την αιθουσαία συσκευή τους: ο στίβος στο διάστημα δεν διακρίνει μεταξύ κορυφής και πυθμένα, ενώ στη Γη τα κριτήρια αυτά αποτελούν τη βάση του προσανατολισμού τους στο διάστημα .

Πώς το αυγό κτύπησε το κοτόπουλο.

Στη συνέχεια, τα αμφίβια - δηλαδή τα αυγά σαλαμάνδρας - έστειλαν σε τροχιά. Δύο πειράματα διεξήχθησαν στον θαλάσσιο σταθμό Mir με τα αυγά αυτών των ψυχρόαιμων σπονδυλωτών, τα οποία γονιμοποιήθηκαν και αναπτύχθηκαν υπό αβλαβείς συνθήκες μέχρι την εκκόλαψη.

Τα αποδεικτικά στοιχεία επιβεβαίωσαν ότι οι συνθήκες μικροβαρύτητας επηρέασαν την εμβρυϊκή περίοδο, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια της διάσπασης και της νεογένεσης, προκαλώντας ανώμαλο κατακερματισμό και μη φυσιολογικό κλείσιμο νευρικού σωλήνα. Αλλά όλες αυτές οι αλλαγές ήταν προσωρινές και στη συνέχεια οι νεαρές προνύμφες που εκκολάφθηκαν κατά τη διάρκεια της πτήσης είχαν φυσιολογική μορφολογία και ήταν ικανές να κολυμπήσουν μετά την προσγείωση αποδεικνύοντας για άλλη μια φορά την ικανότητα των οργανισμών να προσαρμοστούν στις περιβαλλοντικές αλλαγές.

Τα συμπαγή αυγά ορτυκιών - πιο συγκεκριμένα, η εμβρυογένεση των ορτυκιών - έχουν επίσης αποτελέσει αντικείμενο έρευνας από επιστήμονες. Τα ορτύκια επιλέχτηκαν για την υψηλή θρεπτική τους αξία, ώστε να συμπεριληφθούν στη σύνθεση των συστημάτων βιοτεχνολογικής υποστήριξης ζωής για τους αστροναύτες, καθώς και επειδή είναι μικρά και ανεπιτήδευτα, εύκολα παραδοτέα σε τροχιά.Είναι επίσης εύκολο να παρατηρήσετε την εμβρυϊκή ανάπτυξή τους, επειδή αναπτύσσονται στα αυγά, όχι στη μήτρα της μητέρας.

Οι αστροναύτες "εκτοξεύουν" μερικά ορτύκια, τα οποία δεν διέφεραν από τους επίγειους ομολόγους τους. Ωστόσο, όταν οι νεοσσοί έπρεπε να βρουν υποστήριξη και να σηκωθούν για να κινηθούν, άρχισαν να πέφτουν. Μετά από δέκα ώρες τέτοιου είδους ασυνήθιστη κίνηση, πλήρης ατροφία των ενστίκτων συνέβη στα νεογέννητα πουλιά: δεν αντιδρούν στο φως και τον ήχο. Ένα άλλο μέρος των νεοσσών απλά δεν μπορούσε να βρει την έξοδο από τα αυγά, αδυνατώντας να διαπεράσει το κέλυφος.

Πώς οι "διαστημικοί" αρουραίοι άνοιξαν το δρόμο για την πιθανή μελλοντική εμφάνιση ενός νεογέννητου ανθρώπινου "χώρου"

Η αναπαραγωγή των θηλαστικών είναι πολύ πιο περίπλοκη από αυτή των φυτών, των εντόμων, των ψαριών, των αμφιβίων και των πτηνών. Το γεγονός είναι ότι τα ωοκύτταρα δεν έχουν επαρκείς πόρους για να στηρίξουν την πλήρη ανάπτυξή τους και, συνεπώς, μετά τη γονιμοποίηση, το έμβρυο πρέπει να εμφυτευτεί στη μήτρα για να λάβει θρεπτικά συστατικά από τη μητέρα μέσω του πλακούντα. Έτσι, προκειμένου να προχωρήσουμε στη μελέτη της επίδρασης διαφόρων κοσμικών παραγόντων στην εμβρυογένεση των θηλαστικών, οι επιστήμονες αποφάσισαν πρώτα να ελέγξουν πώς η ακτινοβολία και η έλλειψη βαρύτητας μπορούν να επηρεάσουν τα γεννητικά κύτταρα των ζώων.

Δείγματα σπέρματος ποντικών στάλθηκαν στο διάστημα. Τα πειραματικά δεδομένα έδειξαν ότι η μηδενική βαρύτητα επηρέασε τα σπερματοζωάρια έτσι ώστε να αυξηθούν όλοι οι δείκτες. Οι Ρώσοι επιστήμονες αποκάλυψαν επίσης ορισμένες ανωμαλίες σπερματογένεσης των σκύλων Veterok και Ugolok, όταν δείγματα των βιοϋλικών τους επέστρεψαν από την τροχιά στη Γη. Το πείραμα με τα σπερματοζωάρια των ταύρων που εστάλησαν στο διάστημα επιβεβαίωσε για άλλη μια φορά ότι η μικροβαρύτητα έχει μια επίδραση: τα γεννητικά κύτταρα στο διάστημα κινήθηκαν δύο φορές πιο γρήγορα και άλλαξαν την καμπύλη της κίνησης τους.

Η μελέτη της εμβρυογένεσης των θηλαστικών άρχισε με το σπέρμα ποντικιού να αποστέλλεται στο διάστημα για εννέα μήνες, το οποίο στη συνέχεια επέστρεψε στη Γη και χρησιμοποιήθηκε για να γονιμοποιήσει τα θηλυκά. Ως αποτέλεσμα, γεννήθηκαν υγιή ποντίκια. Η έλλειψη βαρύτητας δεν έπαιξε μεγάλο ρόλο, κατέληξαν οι επιστήμονες. Αλλά τι είναι γνωστό για τις επιδράσεις της κοσμικής ακτινοβολίας στα γεννητικά κύτταρα και τα έμβρυα των θηλαστικών;

Πραγματοποιήθηκε εργαστηριακό πείραμα στη Γη για τον προσδιορισμό της επίδρασης της ακτινοβολίας στην ανάπτυξη εμβρύων πρωτευόντων θηλαστικών. Έδειξε ότι ακόμη και σχετικά χαμηλές δόσεις ιονίζουσας ακτινοβολίας είναι αρκετές για να σκοτώσουν τα περισσότερα ανώριμα ωοκύτταρα σε ένα θηλυκό έμβρυο κατά το δεύτερο μισό της εγκυμοσύνης. Οι επιστήμονες πρότειναν ότι είναι πιθανό ότι μια γυναίκα που έχει συλληφθεί στο διάστημα μπορεί να γεννηθεί στείρα λόγω βλάβης στα γεννητικά της κύτταρα. Έτσι έγινε φανερό ότι η ακτινοβολία είναι ένας παράγοντας που μπορεί να σταματήσει την διαδικασία της κοσμικής αναπαραγωγής ακόμα περισσότερο από την έλλειψη βαρύτητας. Διεξήχθη εργαστηριακό πείραμα στη Γη για να προσδιοριστεί η επίδραση της ακτινοβολίας στην ανάπτυξη εμβρύων πρωτευόντων.Αφού δοκιμάστηκε η επίδραση των κοσμικών συνθηκών στα γεννητικά κύτταρα των ζώων, οι επιστήμονες αποφάσισαν ότι ήταν αναγκαία η διεξαγωγή «κοσμικής» γονιμοποίησης. Ιάπωνες ερευνητές διεξήγαγαν ένα πείραμα με γονιμοποίηση in vitro χρησιμοποιώντας ένα τρισδιάστατο κλινοστάτη για να αποδυναμώσει την επίδραση της μικροβαρύτητας.

Η διαδικασία ήταν επιτυχής, αλλά όταν οι ζυγώτες μεταφέρθηκαν σε ποντικούς, ο αριθμός των νεογνών που παρήχθησαν ήταν χαμηλότερος από ό, τι στην ομάδα ελέγχου στη Γη. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι η γονιμοποίηση μπορεί να λάβει χώρα υπό συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, αλλά η κανονική προ-εμφύτευση του εμβρύου μπορεί να απαιτεί χερσαίες συνθήκες.

Στη συνέχεια, αποφασίστηκε να ελεγχθεί πώς οι συνθήκες χώρου θα επηρεάσουν τα αναδυόμενα έμβρυα, τα οποία, μετά την προσγείωση, θα μεταφερθούν σε ποντίκια. Μέσα στο διαστημικό λεωφορείο Columbia STS-80, εμβρυϊκά ποντίκια δύο και οκτώ κυττάρων στάλθηκαν σε τροχιά, τα οποία καλλιεργήθηκαν σε μια κουλτούρα για τέσσερις ημέρες. Σε αντίθεση με το πείραμα αυγών σαλαμάνδρας, στο οποίο οι αλλαγές της νευρικής νόσου ήταν προσωρινές και αναστρέψιμες, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι κατά την επιστροφή στη Γη τα έμβρυα που επιβίωσαν από την πτήση σταμάτησαν να αναπτύσσονται στο στάδιο ανάπτυξης του νευρικού σωλήνα, σε αντίθεση με τα έμβρυα ελέγχου, προχώρησε χωρίς αποκλίσεις. Ένα πιο αξιόπιστο πείραμα διεξήχθη στην αποστολή Cosmos 1129, όταν ώριμοι αρουραίοι, τόσο αρσενικοί όσο και θηλυκοί, στάλθηκαν σε τροχιά και αφέθηκαν να μοιραστούν σε ένα κοινό θάλαμο. Ωστόσο, κανένα από τα θηλυκά δεν γεννήθηκε στη συνέχεια, αν και οι μελέτες μετά την πτήση έδειξαν ότι η ωορρηξία είχε συμβεί. Οι επιστήμονες ανέφεραν την εγκυμοσύνη δύο θηλυκών, αλλά τα έμβρυα φαίνεται να έχουν απορροφηθεί.

Το επόμενο πείραμα έστειλε τον πρώτο έγκυο αρουραίο στο διάστημα. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα διαστημικά ταξίδια είχαν μεγαλύτερο αντίκτυπο στη μητέρα απ 'ό, τι στους νέους: χάθηκε το ένα τέταρτο του βάρους της και τα ορμονικά και ενδοκρινικά συστήματα της είχαν υποστεί αισθητές αλλαγές. Όταν ο αρουραίος επέστρεψε στη Γη και γέννησε, τα νεογνά ήταν πιο αδύναμα, μικρότερα και υστερούσαν πίσω από τους Γήιους ομολόγους τους στην ψυχική ανάπτυξη. Ένα πείραμα μεγάλης κλίμακας διεξήχθη από τους Αμερικανούς επιστήμονες Jeff Alberts και τον Απρίλιο Ronca, που έστειλαν 20 έγκυες αρουραίους χώρος για τον ίδιο σκοπό - να ανιχνεύσει τα αποτελέσματα της μικροβαρύτητας στα νεογνά. Οι αρουραίοι βρισκόταν στη μέση της εγκυμοσύνης, όταν άρχισε να σχηματίζεται η αιθουσαία συσκευή στο έμβρυο. Οι μητέρες γέννησαν αρουραίους κανονικού μεγέθους και μπόρεσαν να ταΐσουν και να φροντίσουν για αυτούς. Ωστόσο, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι κατά τη γέννηση, οι αρουραίοι διαστημικής διατροφής χρειάστηκαν διπλάσιες συστολικές κινήσεις. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μια τέτοια απόκλιση ήταν πιθανό λόγω της εξασθένησης των μυών σε έλλειψη βαρύτητας. Η αιθουσαία συσκευή των αρουραίων διαστημικών αρσενικών επηρεάστηκε επίσης - όπως συνέβαινε και στο τηγάνι των ψαριών ενυδρείου Danio rerio. Τα κουτάβια των ομάδων ελέγχου κατάφεραν να κυλήσουν γρήγορα από την πλάτη τους στο στομάχι τους στο νερό, ενώ τα μικρά κορίτσια είχαν δυσκολίες με αυτό: χρειάστηκαν κάποιες από αυτές αρκετές προσπάθειες και άλλοι δεν ήταν σε θέση να το κάνουν καθόλου. Αλλά μετά από πέντε ημέρες της ίδιας δοκιμής, όλα τα κουτάβια ήταν σε θέση να κυλήσουν, η οποία για άλλη μια φορά αποδεικνύει την υψηλή προσαρμοστικότητα των οργανισμών σε οποιεσδήποτε συνθήκες, όπως συνέβη με τις μύγες των φρούτων, τα σαλαμάνδρα και τα ορτύκια.Τα πειράματα σε δροσόφιλα, ψάρια, αμφίβια και ποντίκια απέδειξαν ότι είναι δυνατή η γονιμοποίηση in vitro στο διάστημα, αλλά έχει πολλές συνέπειες λόγω της μικροβαρύτητας και της ακτινοβολίας: είτε τα γεννητικά κύτταρα έχουν υποστεί βλάβη είτε τα ζυγώτα επαναρροφούνται μετά την εμφύτευση. Επομένως, τίθεται το ερώτημα: πώς μπορούν τα κύτταρα να προστατευθούν από την κοσμική ακτινοβολία και την έλλειψη βαρύτητας; Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η SpaceLife Origin έχει σχεδιαστεί για την ανάπτυξη του θερμοκηπίου. Εν τω μεταξύ, η εταιρεία δημιουργεί ένα διαστημικό μεταφορέα για τους "σπόρους της ζωής" και η NASA έχει ήδη προωθήσει το ανθρώπινο σπέρμα στο διάστημα για να μελετήσει λεπτομερέστερα τις επιδράσεις των φαινομένων του χώρου στη κινητικότητα του σπέρματος. Τα αποτελέσματα εκκρεμούν.

Ενώ παραμένουν πολλά ερωτήματα όσον αφορά τόσο την υλικοτεχνική υποστήριξη όσο και την ηθική της ανθρώπινης αναπαραγωγής στο διάστημα, είναι σαφές ότι είναι αναμφισβήτητα η κατεύθυνση της μελλοντικής έρευνας.

https://asgardia.space/en/news/Childbirth-in-Space%E2%80%93The-How-When-and-Why

Μετά τις αποικίες στον Άρη έρχονται οι διαστημικές τράπεζες σπέρματος.

Το κατεψυγμένο ανθρώπινο σπέρμα διατηρεί σχεδόν κανονικά την κινητικότητα και ζωτικότητά του στο διάστημα, όπως και στη Γη όπως επιβεβαιώνει μια νέα μικρή ισπανική επιστημονική έρευνα, η οποία εξέθεσε δείγματα κατεψυγμένου σπέρματος σε συνθήκες μικροβαρύτητας και διαπίστωσε ότι τα σπερματοζώαρια δεν… χαμπάριασαν.

Το πείραμα ανοίγει το δρόμο, ώστε πληρώματα μόνο γυναικών αστροναυτών να μπορούν μελλοντικά να αναπαράγουν στο διάστημα, χωρίς να χρειάζεται η παρουσία ανδρών, χάρη στην ύπαρξη διαστημικών τραπεζών σπέρματος που θα περιέχουν κατεψυγμένο σπέρμα από τη Γη.

Ο επικεφαλής της NASA Τζιμ Μπριντεστάιν έχει δηλώσει ότι ο πρώτος άνθρωπος που θα περπατήσει στον 'Αρη, θα είναι πιθανώς γυναίκα. Οι ΗΠΑ έχουν θέσει ως στόχο της δημιουργίας αποικίας στον «κόκκινο» πλανήτη έως το 2033 και πολύ νωρίτερα, το 2024, μιας μόνιμης βάσης στη Σελήνη.

Εξάλλου, σύμφωνα με πληροφορίες, η NASA εξετάζει την πιθανότητα να στείλει στο διάστημα μόνο ανδρικές ή μόνο γυναικείες αποστολές και όχι μικτές, επειδή οι τελευταίες έχουν μικρότερη συνοχή μεταξύ τους. Αν μια αποκλειστικά γυναικεία αποστολή μπορούσε να αναπαραχθεί στο διάστημα, αυτό θα ήταν ένα πρόσθετο πλεονέκτημα.

Το πείραμα

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τη δρα Μονσερά Μποαδά της κλινικής γονιμότητας Daexus και του Πολυτεχνείου της Βαρκελώνης, έκαναν τη σχετική ανακοίνωση στο ετήσιο συνέδριο της Ευρωπαϊκής Εταιρείας Ανθρώπινης Αναπαραγωγής και Εμβρυολογίας στη Βιέννη. Όπως είπαν, η έλλειψη διαφορών ανάμεσα στο κατεψυγμένο σπέρμα σε συνθήκες μικροβαρύτητας και στο σπέρμα στις κανονικές συνθήκες βαρύτητας της Γης «ανοίγει δυνατότητες για ασφαλή μεταφορά σπερματοζωαρίων στο διάστημα και για δημιουργία μιας τράπεζας ανθρώπινου σπέρματος έξω από τη Γη».

Ενώ η έλλειψη βαρύτητας επιδρά αρνητικά στο καρδιαγγειακό, στο μυοσκελετικό και στο κεντρικό νευρικό σύστημα, κάτι που έχει διαπιστωθεί στις διαστημικές πτήσεις, ελάχιστα πράγματα έως τώρα είναι γνωστά για το πώς το διάστημα επηρεάζει το σπέρμα και τα ωάρια. Μερικές μελέτες έχουν δείξει σημαντική μείωση της κινητικότητας των σπερματοζωαρίων σε φρέσκα δείγματα, αλλά η νέα έρευνα δείχνει ότι αυτό δεν ισχύει, αν το σπέρμα μεταφερθεί κατεψυγμένο στο διάστημα.

Τα πειράματα με κατεψυγμένο σπέρμα που εκτέθηκε σε μικροβαρύτητα για μικρά χρονικά διαστήματα (οκτώ δευτερολέπτων κάθε φορά), έδειξαν ότι δεν επηρεάστηκε σχεδόν καθόλου η πυκνότητα του, η κινητικότητα και ζωτικότητα του, ούτε η μορφολογία του. Θα πρέπει να γίνουν όμως περισσότερα πειράματα με μεγαλύτερα δείγματα σπέρματος που θα εκτεθούν σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας για περισσότερο χρόνο.

«Αν ο αριθμός των διαστημικών αποστολών αυξηθεί τα επόμενα χρόνια και αυτές είναι μεγαλύτερης διάρκειας, είναι σημαντικό να μελετήσουμε τις επιπτώσεις της μακρόχρονης έκθεσης του σπέρματος στο διάστημα. Πάντως δεν είναι παράλογο να αρχίσουμε να σκεφτόμαστε τη δυνατότητα αναπαραγωγής πέρα από τη Γη», δήλωσε η δρ Μποαδά.

http://www.kathimerini.gr/1030467/article/epikairothta/episthmh/meta-tis-apoikies-ston-arh-erxontai-oi-diasthmikes-trapezes-spermatos

Δρ Sayaka Wakayama: Μπορούν τα είδη θηλαστικών να αναπαραχθούν στο διάστημα;

Την πρώτη μέρα του Κογκρέσου Διαστημικής Επιστήμης και Επενδύσεων της Αsgardia, η ιαπωνική βιολόγος Dr Sayaka Wakayama του Προχωρημένου Κέντρου Βιοτεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο Yamanashi, παρουσίασε την αναπαραγωγή των θηλαστικών στο διάστημα. Αν και ο επιστήμονας δεν μπόρεσε να παραβρεθεί προσωπικά στο Darmstadt, λόγω του ισχυρού τυφώνα 'Hagibis' που χτυπούσε επί του παρόντος την Ιαπωνία, μοιράστηκε τις γνώσεις και την εμπειρία του μέσω του Skype.

Έχουν διεξαχθεί μελέτες για την αναπαραγωγή στο διάστημα σε αχινούς, ψάρια και αμφίβια, αλλά λίγα είναι γνωστά για την αναπαραγωγή θηλαστικών σε αυτό το περιβάλλον. Η έρευνα της ομάδας του Δρ Sayaka Wakayama προσπαθεί να το διορθώσει: διεξάγεται σε ποντίκια. Γιατί; Μελέτες έχουν δείξει ότι το ποντίκι είναι ένα πολύτιμο μοντέλο για τη μελέτη των μυοσκελετικών και καρδιαγγειακών μεταβολών στην μικροβαρύτητα. Επιπλέον, το γονιδίωμα του ποντικού έχει μελετηθεί εκτενώς, έτσι ώστε οι φυσιολογικοί μηχανισμοί να μπορούν να εξεταστούν σε μια βάση για συγκεκριμένα γονίδια. Η φυγοκέντρηση ποντικών κατά τη διάρκεια της πτήσης θα παράσχει πολύτιμα δεδομένα σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο η υγεία και η συμπεριφορά των θηλαστικών επηρεάζονται από τη μερική βαρύτητα.

Στη Γη, οι επιστήμονες μελέτησαν τα αποτελέσματα της προσομοιωμένης μικροβαρύτητας στην ανάπτυξη εμβρύων ποντικού. Χρησιμοποιούσαν τεχνητή συσκευή χωρίς βάρους και παρατηρούσαν την ανάπτυξη των εμβρύων.

Η Δρ Sayaka Wakayama μιλά για σημαντικά εμπόδια που συναντούν οι επιστήμονες όταν θέλουν να διεξάγουν τέτοια πειράματα σε πραγματικό περιβάλλον.

Πρώτα απ 'όλα, είναι δύσκολο να φέρεις ένα ζωντανό ζώο στο διάστημα. Η εκκίνηση και η μικροβαρύτητα είναι πολύ αγχωτική για τα θηλαστικά. Δεύτερον, είναι δύσκολο να μεταφέρετε ζωντανά κύτταρα ή έμβρυα στο διάστημα. Ένα έμβρυο μπορεί να καλλιεργηθεί μόνο για 4 ημέρες, αλλά τουλάχιστον μία εβδομάδα είναι απαραίτητη για να το πάρει ακόμη και στο χώρο με πυραύλους. Τέλος, υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα που συνδέεται με την εισαγωγή κατεψυγμένων εμβρύων στο διάστημα: οι αστροναύτες δεν μπορούν να χειριστούν τα κατεψυγμένα έμβρυα, πολύ μικρές και απαιτούνται πολλές ασκήσεις για να τους χειριστεί. Τα έμβρυα του ποντικιού έχουν διάμετρο μόνο 80 μικρομέτρων! Αλλά η ομάδα δεν παραιτήθηκε από το όνειρο: σχεδιάζουν να ξεκινήσουν κατεψυγμένα έμβρυα που αποτελούνται μόνο από 2 κελιά το καθένα, και οι αστροναύτες θα ξεπαγώσουν και θα καλλιεργήσουν τα έμβρυα στο ISS. Η πρόταση των επιστημόνων έγινε αποδεκτή από τη NASA. «Η πρώιμη εμβρυογένεση θηλαστικών υπό μικροβαρύτητα στο διάστημα είναι ένα συνεχές θέμα», δήλωσε ο βιολόγος. Η ομάδα ανέπτυξε μια ειδική συσκευή για την καλλιέργεια εμβρύων που ήταν κατεψυγμένα μέσω αζώτου στο πλοίο του ISS: ήταν ένας σωλήνας με κοίλες ίνες που επέτρεψε στους αστροναύτες να ξεπαγώσουν, να πλύνουν και να καλλιεργούν τα έμβρυα χωρίς να τα αγγίζουν. Ωστόσο, οι επιστήμονες αντιμετώπισαν μερικές μεγάλες δυσκολίες: το ISS δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει υγρό άζωτο, οπότε οι επιστήμονες έπρεπε να χρησιμοποιήσουν μια παλιά μέθοδο κατάψυξης με μια περίοδο διατήρησης μόνο μερικών εβδομάδων. Δεδομένου ότι η αρχική ιδέα ήταν να χρησιμοποιηθεί το άζωτο, ο κοίλος σωλήνας τους σχεδιάστηκε αναλόγως. Αφού η ομάδα ανακάλυψε τον σημαντικό αυτό περιορισμό, έπρεπε να αναπτύξει μια ολοκαίνουργια συσκευή. Η ομάδα πέρασε 3 χρόνια αναπτύσσοντας μια νέα, πολύ πιο περίπλοκη συσκευή που θα ασκούσαν αστροναύτες για να χειριστούν τα έμβρυα χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο κατάψυξης. Αν και πολλές βελτιώσεις στην τεχνική εξακολουθούν να απαιτούνται, με τη νεοδημιουργηθείσα συσκευή, θα διαπιστώσουμε αν ένα έμβρυο θηλαστικών μπορεί να αναπτυχθεί χωρίς βαρύτητα μόλις τον Αύγουστο! Ένα άλλο σημαντικό έργο που διεξήγαγε η ομάδα ήταν να προσδιορίσει εάν η διαστημική ακτινοβολία προκαλεί θανατηφόρα βλάβη στο DNA του σπέρματος. Η ομάδα χρησιμοποίησε το αποξηραμένο με κατάψυξη σπέρμα: αυτή η μέθοδος δεν απαιτεί άζωτο και τα δείγματα είναι πολύ μικρά, έτσι ώστε το βάρος και το μέγεθος ολόκληρου του πειράματος να ικανοποιούν όλες τις απαιτήσεις εργασίας στο διάστημα. Οι επιστήμονες διεξήγαγαν πειράματα με περίπου 2000 φύσιγγες σπέρματος ποντικού που είχαν αποξηραθεί με κατάψυξη και διατηρήθηκαν σε ένα διαστημικό περιβάλλον για διαφορετικά χρονικά διαστήματα.

Οι επιστήμονες κατάφεραν να αποδείξουν ότι το αποξηραμένο με κατάψυξη σπέρμα μπορεί να επιβιώσει σε κοσμική ακτινοβολία και ακραίες θερμοκρασίες. Με βάση τις μελέτες τους, η Δρ Sayaka Wakayama υποστηρίζει την υπόθεση της πανσπερμίας, η οποία προτείνει ότι οι βασικές μορφές ζωής θα μπορούσαν να επιβιώσουν στο διαστημικό ταξίδι και να παραδοθούν στη Γη μέσω μετεωριτών ή κομητών και να αρχίσουν να ευδοκιμούν σε ένα τόσο φιλόξενο περιβάλλον που μας προσέφερε ο πλανήτης μας. Κατά τη διάρκεια ενός άλλου πειράματος που διεξήχθη τον Μάιο / Ιούνιο του 2019, ποντίκια εκτράφηκαν πάνω στο δομοστοιχείο Kibo σε ISS οι επιστήμονες μελέτησαν τις επιδράσεις του περιβάλλοντος τεχνητής βαρύτητας που προσομοιώνει τη σεληνιακή βαρύτητα (περίπου το ένα έκτο της γης) σε ποντίκια για πρώτη φορά. Όλα τα ποντίκια επέστρεψαν με επιτυχία στη Γη ζωντανά. Στο μέλλον, η ομάδα ελπίζει να διεξάγει πειράματα στη σεληνιακή τροχιά της Gateway, για να εκθέσει τα έμβρυα και τα κύτταρα των ποντικιών στην ακτινοβολία στο βαθύ διάστημα.

https://asgardia.space/en/news/Dr-Sayaka-Wakayama-Can-Mammalian-Species-Reproduce-In-Space