مع المهام المقترحة إلى كوكب المريخ وخطط إنشاء بؤر استيطانية على القمر في العقود القادمة ، هناك العديد من الأسئلة حول التأثيرات التي يقضيها الوقت في الفضاء أو على الكواكب الأخرى على جسم الإنسان. بعيدًا عن النطاق الطبيعي للأسئلة المتعلقة بتأثيرات الإشعاع والوزن المنخفض على عضلاتنا وعظامنا وأعضائنا ، هناك أيضًا سؤال حول كيفية تأثير السفر إلى الفضاء على قدرتنا على التكاثر.
في وقت سابق من هذا الأسبوع - يوم الاثنين 22 مايو - أعلن فريق من الباحثين اليابانيين عن نتائج يمكن أن تلقي الضوء على هذا السؤال. وباستخدام عينة من الحيوانات المنوية المجففة بالتجميد ، تمكن الفريق من إنتاج فضلات من فئران الأطفال الأصحاء. كجزء من دراسة الخصوبة ، أمضى حيوان الفأر تسعة أشهر على متن محطة الفضاء الدولية (بين 2013 و 2014). السؤال الحقيقي الآن هو ، هل يمكن فعل نفس الشيء للأطفال الرضع؟
وقاد الدراسة باحث طالب بمركز التكنولوجيا الحيوية المتقدمة بجامعة ياماناشي. كما أوضحت هي وزملاؤها في دراستهم - التي نشرت مؤخرًا في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم - ستكون هناك حاجة إلى تكنولوجيا الإنجاب المدعومة إذا كانت البشرية تعتزم العيش في الفضاء على المدى الطويل.
على هذا النحو ، هناك حاجة إلى الدراسات التي تتناول التأثير الذي يمكن أن يكون للعيش في الفضاء على التكاثر البشري أولاً. هذه تحتاج إلى معالجة تأثير الجاذبية الصغرى (أو الجاذبية المنخفضة) على الخصوبة ، والقدرات البشرية على الحمل ، ونمو الأطفال. والأهم من ذلك ، أنهم بحاجة إلى التعامل مع أحد أكبر مخاطر قضاء الوقت في الفضاء - وهو التهديد الذي يشكله الإشعاع الشمسي والكوني.
لكي نكون منصفين ، لا يحتاج المرء إلى الذهاب بعيدا ليشعر بتأثيرات الإشعاع الفضائي. تستقبل محطة الفضاء الدولية بانتظام أكثر من 100 ضعف مقدار الإشعاع الذي يحدثه سطح الأرض ، مما قد يؤدي إلى ضرر جيني إذا لم تكن هناك إجراءات وقائية كافية. على الأجسام الشمسية الأخرى - مثل المريخ والقمر ، التي لا تحتوي على غلاف مغناطيسي وقائي - فإن الوضع مشابه.
وبينما تمت دراسة آثار الإشعاع على البالغين على نطاق واسع ، فإن الأضرار المحتملة التي يمكن أن تسببها ذريتنا لم يتم دراستها. كيف يمكن أن يؤثر الإشعاع الشمسي والكوني على قدرتنا على التكاثر ، وكيف يمكن أن يؤثر هذا الإشعاع على الأطفال عندما يكونون لا يزالون في الرحم ، وبمجرد ولادتهم؟ على أمل اتخاذ الخطوات الأولى في معالجة هذه الأسئلة ، اختارت واكاياما وزملاؤها الحيوانات المنوية للفئران.
لقد اختاروا الفئران على وجه التحديد لأنها من أنواع الثدييات التي تتكاثر جنسياً. كما أوضح ساياكا واكاياما مجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
“حتى الآن ، تم فحص الأسماك أو السلمندر فقط للتكاثر في الفضاء. ومع ذلك ، تختلف أنواع الثدييات تمامًا مقارنة بتلك الأنواع ، مثل ولادتها من أم (حيوية). لمعرفة ما إذا كان تكاثر الثدييات ممكنًا أم لا ، يجب علينا استخدام أنواع الثدييات للتجارب. ومع ذلك ، فإن أنواع الثدييات مثل الفئران أو الفئران حساسة للغاية ويصعب العناية بها من قبل رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية ، وخاصة لدراسة التكاثر. لذلك ، [لم نجري هذه الدراسات] حتى الآن. نحن نخطط لإجراء المزيد من التجارب مثل تأثير الجاذبية الصغرى على تطور الجنين ".
أمضت العينات تسعة أشهر على متن محطة الفضاء الدولية ، وخلال هذه الفترة تم الاحتفاظ بها في درجة حرارة ثابتة -95 درجة مئوية (-139 درجة فهرنهايت). أثناء الإطلاق والاستعادة ، كانت في درجة حرارة الغرفة. بعد الاسترجاع ، وجدت واكاياما وفريقها أن العينات تعرضت لبعض الأضرار الطفيفة.
قال واكاياما "إن الحيوانات المنوية المحفوظة في الفضاء بها تلف في الحمض النووي حتى بعد 9 أشهر فقط من الإشعاع الفضائي". ومع ذلك ، لم يكن هذا الضرر قويًا ويمكن إصلاحه عندما يتم تخصيبه بواسطة سعة البويضات. لذلك ، يمكننا الحصول على ذرية طبيعية وصحية. هذا يوحي لي أنه يجب علينا فحص التأثير عندما يتم الحفاظ على الحيوانات المنوية لفترات أطول ".
بالإضافة إلى كونها قابلة للإصلاح ، كانت عينات الحيوانات المنوية لا تزال قادرة على تخصيب أجنة الفأر (بمجرد إعادتها إلى الأرض) وإنتاج نسل الفئران ، والتي نمت جميعًا حتى النضج وأظهرت مستويات خصوبة طبيعية. كما لاحظوا أن معدلات الإخصاب والولادة كانت مماثلة لتلك الموجودة في مجموعات الشاهد ، وأن الاختلافات الجينومية البسيطة فقط موجودة بين تلك والفأر الذي تم إنشاؤه باستخدام الحيوانات المنوية للاختبار.
من كل هذا ، أظهروا أنه في حين أن التعرض للإشعاع الفضائي يمكن أن يضر بالحمض النووي ، فإنه لا يجب أن يؤثر على إنتاج ذرية قابلة للحياة (على الأقل في غضون تسعة أشهر). علاوة على ذلك ، تشير النتائج إلى أن الحيوانات البشرية والحيوانات الأليفة يمكن إنتاجها من الحيوانات المنوية المحفوظة في الفضاء ، والتي قد تكون مفيدة جدًا عندما يتعلق الأمر باستعمار الفضاء والكواكب الأخرى.
كما قال واكاياما ، يعتمد هذا البحث على ممارسات الإخصاب التي تم إنشاؤها بالفعل على الأرض ، وأثبت أنه يمكن استخدام هذه الممارسات نفسها في الفضاء:
"إن موضوعنا الرئيسي هو التكاثر الحيواني المحلي. في الوضع الحالي على الأرض ، تولد العديد من الحيوانات من الحيوانات المنوية المحفوظة. خاصة في اليابان ، ولدت 100٪ من أبقار الحليب من الحيوانات المنوية المحفوظة لأسباب اقتصادية وتكاثرية. في بعض الأحيان ، تم استخدام الحيوانات المنوية التي تم تخزينها لأكثر من 10 سنوات لإنتاج الأبقار. إذا كان البشر يعيشون في الفضاء لسنوات عديدة ، فقد أظهرت نتائجنا أنه يمكننا تناول شريحة لحم البقر في الفضاء. لهذا الغرض ، قمنا بهذه الدراسة. بالنسبة للبشر ، ربما تساعد اكتشافاتنا الأزواج الذين يعانون من العقم ".
يمهد هذا البحث أيضًا الطريق لإجراء اختبارات إضافية تهدف إلى قياس آثار الإشعاع الفضائي على البويضات ونظام التكاثر الأنثوي. لا يمكن لهذه الاختبارات أن تخبرنا كثيرًا عن كيفية تأثير الوقت في الفضاء على خصوبة الإناث فحسب ، بل يمكن أن يكون لها أيضًا آثار خطيرة على سلامة رواد الفضاء. وكما قال أولريكي لوديرر ، أستاذ الطب في جامعة كاليفورنيا وأحد المؤلفين المشاركين في البحث ، في بيان لوكالة فرانس برس:
"هذه الأنواع من التعرضات يمكن أن تسبب فشلًا مبكرًا في المبيض وسرطان المبيض ، بالإضافة إلى هشاشة العظام الأخرى وأمراض القلب والأوعية الدموية وأمراض الإدراك العصبي مثل مرض الزهايمر. نصف رواد الفضاء في فصول رواد الفضاء الجديدة في وكالة ناسا هم من النساء. لذا من المهم حقًا معرفة الآثار الصحية المزمنة التي يمكن أن تتعرض لها النساء المعرضات لإشعاع الفضاء البعيد المدى. "
ومع ذلك ، فإن المشكلة العالقة في هذه الأنواع من الاختبارات هي القدرة على التمييز بين تأثيرات الجاذبية الصغرى والإشعاع. في الماضي ، تم إجراء بحث أظهر كيف أن التعرض للجاذبية الصغرى محاكاة يمكن أن يقلل من قدرة إصلاح الحمض النووي ويسبب تلف الحمض النووي لدى البشر. وقد أثارت دراسات أخرى قضية التفاعل بين الاثنين ، وكيف هناك حاجة إلى مزيد من التجارب لمعالجة التأثير الدقيق لكل منهما.
في المستقبل ، قد يكون من الممكن التفريق بين الاثنين عن طريق وضع عينات من الحيوانات المنوية والبويضات في حيد قادر على محاكاة جاذبية الأرض (1 ز). وبالمثل ، يمكن استخدام وحدات محمية لعزل آثار الجاذبية المنخفضة أو حتى الصغرى. أبعد من ذلك ، من المحتمل أن تكون هناك شكوك مستمرة حتى وقت ولادة الأطفال فعليًا في الفضاء ، أو في بيئة قمرية أو مريخية.
وبالطبع ، فإن التأثير طويل المدى لانخفاض الجاذبية والإشعاع على التطور البشري لا يزال يتعين رؤيته. في جميع الاحتمالات ، لن يتضح ذلك للأجيال القادمة ، وسيتطلب دراسات متعددة الأجيال للأطفال المولودين بعيدًا عن الأرض لمعرفة كيف يختلفون هم وذريتهم.
