Po blisko sześciu latach spędzonych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej plemniki myszy wróciły na Ziemię i zostały tam rozmrożone. Teraz okazuje się, że w kosmosie nie doznały raczej poważnych uszkodzeń spowodowanych promieniowaniem.
Badanie ogółu zjawisk związanych z płodnością w kosmosie może być trudne. W tej chwili astronauci nie odbywają wieloletnich podróży kosmicznych w warunkach mikrograwitacji, ale pewnego dnia nasi potomkowie będą z dużym prawdopodobieństwem podróżować na inne planety — a z czasem może nawet jeszcze głębiej w kosmos. Budowa długoterminowej, ludzkiej kolonii kosmicznej będzie jednak wcześniej wymagała od naukowców lepszego zrozumienia sposobów, na jakie mikrograwitacja wpływa na rozmnażanie się ssaków, a także, w jakim stopniu mutacje DNA będące rezultatem zwiększonej ekspozycji na promieniowanie kosmiczne mogą być przekazywane potomstwu i jak bardzo mogą być szkodliwe w praktyce.
W tym miejscu do gry wkracza gatunek znany jako mysz. Przez prawie sześć lat naukowcy przechowywali na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zamrożoną partię liofilizowanych plemników myszy, by zbadać, jak promieniowanie kosmiczne i mikrograwitacja wpływają na ich żywotność i zdolności prokreacyjne, czyli czynniki kluczowe dla rozrodczości ssaków. Wynik był w dużej mierze niewiadomą.
W badaniu opublikowanym 11 czerwca 2021 r. w Science Advances zespół naukowców przyjrzał się temu, jak trzy różne partie liofilizowanych mysich plemników z ISS radziły sobie po powrocie na Ziemię. Pierwszy zestaw był przechowywany na Stacji przez zaledwie dziewięć miesięcy, aby uczeni mogli upewnić się, że cały ten eksperyment w ogóle ma szansę zostać z powodzeniem przeprowadzony. Ale druga i trzecia partia pozostawały w kosmosie odpowiednio przez blisko trzy i sześć lat. Naukowcy odkryli teraz, że pomimo dość długiego czasu przechowywania w warunkach orbitalnych poza Ziemią już po powrocie na nią i ich ponownym ożywieniu plemniki myszy mogą wciąż „właściwie” wykonywać swoje podstawowe zadanie. Innymi słowy, zapłodnione nimi „ziemskie” samice myszy urodziły wiele zdrowych (przynajmniej na tę chwilę) młodych.
To nie wszystko. W ramach dodatkowego eksperymentu kilka próbek złożonych z zamrożonych, ale i kontrolnych zestawów plemników poddano działaniu promieniowania rentgenowskiego. Na podstawie wyników tego badania zespół ocenił, że plemniki mogą hipotetyczne pozostawać wciąż żywotne po ponad 200 latach spędzonych na pokładzie ISS.
Jest jednak szereg zastrzeżeń i faktów, na które należy zwrócić uwagę. Po pierwsze, ISS okrąża Ziemię w odległości zaledwie 400 kilometrów nad jej powierzchnią, co oznacza, że otacza ją tam dość szczelnie ochronne pole magnetyczne naszej planety. Zatem mysie plemniki doświadczały tam znacznie mniejszych dawek promieniowania kosmicznego, niż miałyby podczas misji załogowej na – przykładowo – Marsa. Zespół chce teraz rozszerzyć te badania także na planowaną obecnie przez NASA i jej partnerów budowę księżycowej stacji kosmicznej Lunar Gateway. Nic zresztą dziwnego, skoro dni (a w każdym razie lata) pracy ISS zdają się już być policzone.
Warto wspomnieć, że zdolności reprodukcyjne to nie jedyny problem, z którym musiałyby się zmierzyć ssaki chcące rozmnażać się w kosmosie. Już dwie dekady temu przeprowadzono eksperyment na szczurach stanowiący część badania wpływu mikrograwitacji na ich ciąże. Dziewięć dni po poczęciu ciężarne szczury zostały wysłane na orbitę w promie kosmicznym i spędziły tam dziewięć dni – czyli 40% czasu swojej ciąży. Podczas okrążania Ziemi ciężarne szczurzyce przybierały na wadze normalnie i wydawały się tak aktywne i zdrowe jak grupa szczurzych matek trzymanych w identycznym pojemniku w tej samej temperaturze i pod tym samym ciśnieniu na Ziemi. Jednak różnice stały się widoczne, gdy szczurzyce wróciły z orbity. Były monitorowane za pomocą kamer wideo, dzięki czemu naukowcy ocenili, że ich wydanie na świat potomstwa było dla nich znacznie trudniejsze niż w przypadku zwierząt nie opuszczających Ziemi. Naukowcy uważają, że to rezultat osłabienia się ich mięśni podczas przebywania w stanie nieważkości.
Wykryto też inne dramatyczne konsekwencje lotów kosmicznych dla nienarodzonych płodów. Dwie godziny po wylądowaniu szczurów badacze użyli cienkich jak włos elektrod do pomiaru tętna ich płodów. Częstość akcji serca płodów szczurów, które leciały promem kosmicznym, spadła o 8%. Prawdopodobnie odzwierciedla to różnicę w rozwoju na etapie płodowym układu przedsionkowego ucha wewnętrznego, który kontroluje równowagę w przestrzeni. System nerwowy tych osobników po prostu nie był przyzwyczajony do ciągłego przyciągania grawitacyjnego, a zmysł orientacji był zaburzony, co miało wpływ na tętno. Poza tym jednak płody z czasem rozwijały się normalnie. Naukowcy zwracają też uwagę na to, że nie jest problemem ciąża i narodziny w mikrograwitacji, a raczej późniejszy powrót tak wykształconych organizmów na Ziemię. Jeśli szczury poczęły się więc i urodziły w kosmosie, to najoptymalniejsze dla nich może być... pozostanie tam.
I choć to tylko doświadczenie na myszach z użyciem nisko przelatującej ISS, także obecnie dokonał się dość postęp w badaniach nad złożonymi procesami związanymi z płodnością ssaków w kosmosie.
Czytaj więcej:
- Cały artykuł
- Oryginalna publikacja naukowa: Evaluating the long-term effect of space radiation on the reproductive normality of mammalian sperm preserved on the International Space Station
- Pleśń na ISS przetrwała promieniowanie kosmiczne
Źródło: Astronomy.com
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na ilustracji: Kosmiczne „szczenięta myszy” wyhodowane z liofilizowanych plemników, które krążyły ponad Ziemią na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS.
