Rozmnażanie się ludzi i zwierząt poza Ziemią może być trudniejsze, niż myśleliśmy. Najnowsze badania naukowców z Uniwersytetu w Adelajdzie wskazują, że brak grawitacji może znacząco utrudniać proces zapłodnienia, a nawet rozwój zarodka. Autorzy piszą w najnowszym numerze czasopisma "Communications Biology", że w warunkach symulujących mikrograwitację plemniki tracą orientację.
- Więcej ciekawych treści znajdziesz na stronie głównej RMF24.pl. Bądź na bieżąco.
Zespół badawczy z Robinson Research Institute oraz School of Biomedicine, wspierany przez Freemasons Centre for Male Health and Wellbeing, przeprowadził pionierskie eksperymenty z wykorzystaniem specjalistycznej aparatury - 3D klinostatu. Urządzenie to, opracowane przez dr. Gilesa Kirby’ego z Firefly Biotech, pozwala na symulowanie warunków mikrograwitacji, podobnych do tych, jakie panują na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Aparatura obraca próbkę w różnych kierunkach tak szybko, że choć komórki odczuwają grawitacje, nie ma ona możliwości wywarcia na nie trwałego wpływu i organizm zachowuje się tak, jakby znajdował się w stanie nieważkości.
W badaniu wykorzystano próbki nasienia trzech różnych gatunków ssaków, w tym ludzi. Plemniki musiały pokonać specjalnie zaprojektowany labirynt, który naśladował kobiecy układ rozrodczy. Wyniki były jednoznaczne, w warunkach mikrograwitacji znacznie mniej plemników było w stanie odnaleźć właściwą drogę przez labirynt w porównaniu do warunków ziemskich.
Po raz pierwszy udało się wykazać, że grawitacja odgrywa istotną rolę w zdolności plemników do nawigowania przez kanały przypominające drogi rodne - podkreśla główna autorka badania, dr Nicole McPherson. Zaobserwowaliśmy wyraźny spadek liczby plemników, które były w stanie skutecznie przebyć labirynt w warunkach mikrograwitacji, mimo że nie zmienił się sposób ich poruszania - dodaje. Oznacza to, że problem nie leży w samej ruchliwości plemników, lecz w ich zdolności do orientacji przestrzennej, która wydaje się być zaburzona przez brak grawitacji.
Autorzy pracy odkryli, że dodanie do środowiska hormonu progesteronu, kluczowego dla utrzymania ciąży, poprawiało zdolność ludzkich plemników do odnajdywania drogi w warunkach mikrograwitacji. Progesteron jest naturalnie wydzielany przez komórkę jajową i może pełnić rolę "przewodnika" dla plemników. Naukowcy podkreślają jednak, że to zagadnienie wymaga dalszych badań, zanim będzie można mówić o skutecznych metodach wspomagania rozrodu w przestrzeni kosmicznej.
Kłopoty z dotarciem plemników do komórki jajowej to nie wszystko. Badacze przyjrzeli się także wpływowi mikrograwitacji na sam proces zapłodnienia i wczesny rozwój zarodka. W modelu zwierzęcym, po czterech godzinach ekspozycji na warunki zerowej grawitacji, liczba skutecznie zapłodnionych komórek jajowych myszy spadła aż o 30 procent w porównaniu do warunków ziemskich. Dłuższa ekspozycja na mikrograwitację prowadziła do dalszych komplikacji, opóźnień w rozwoju zarodka oraz zmniejszenia liczby komórek, które w przyszłości tworzą płód.
"Nasze obserwacje pokazują, jak złożony jest proces rozrodu w kosmosie i jak wiele jeszcze musimy się dowiedzieć, by zapewnić bezpieczeństwo przyszłym pokoleniom urodzonym poza Ziemią" - zaznacza dr McPherson. Wyniki te mają ogromne znaczenie dla planowania przyszłych misji załogowych na Księżyc, Marsa czy inne ciała niebieskie. Zespół badawczy zamierza kontynuować eksperymenty we współpracy z naukowcami Andy Thomas Centre for Space Resources, badając wpływ różnych poziomów grawitacji, takich jak te panujące na Księżycu, Marsie oraz w systemach sztucznej grawitacji, na procesy rozrodcze. Jednym z kluczowych pytań pozostaje to, czy zmiany w rozwoju zarodka zachodzą wraz ze spadkiem siły grawitacji stopniowo, czy też istnieje pewien próg, po przekroczeniu którego procesy te ulegają gwałtownemu zaburzeniu.
