A kép csak illusztráció (Forrás: Pexels)
Az emberiség egyre közelebb kerül ahhoz, hogy tartós jelenlétet alakítson ki a világűrben. A Holdon és a Marson létrehozandó telepek gondolata már nem csupán tudományos-fantasztikus elképzelés, hanem több űrügynökség és magánvállalat hosszú távú terveinek része. Egy új ausztrál kutatás azonban arra figyelmeztet, hogy a világűr egyik legfontosabb kihívása nem a technológia, hanem maga az emberi szaporodás lehet.
Sokan, köztük Elon Musk is úgy vélik, hogy az emberiség idővel több bolygón élő civilizációvá válhat, hasonlóan ahhoz, ahogy őseink több millió évvel ezelőtt Afrikából kiindulva benépesítették a Földet.
Az új tudományos eredmények szerint azonban komoly biológiai akadályok állhatnak ennek útjába, amelyek akár örökre a tudományos-fantasztikus irodalom világába száműzhetik a világűrbeli emberi kolóniák álmát. Az ausztrál Adelaide-i Egyetem kutatói azt találták, hogy az emlősök – köztük az emberek, az egerek és a sertések – spermiumai mikrogravitációban sokkal nehezebben találják meg az utat a női reproduktív rendszerben a petesejtig.
A vizsgálatok szerint még azok az embriók is gyengébben fejlődtek, amelyeknél a spermiumoknak végül sikerült megtermékenyíteniük a petesejtet. A kutatás újabb bizonyíték arra, hogy az emlősök szaporodása az űrben jóval bonyolultabb lehet, mint korábban feltételezték.
Korábban ugyan jelentek meg olyan kutatások, amelyek szerint hosszú ideig az űrben tartózkodó őssejtekből egérutódok születtek, a legtöbb korábbi vizsgálat azonban azt mutatta, hogy az űrbeli környezet számos kedvezőtlen hatást gyakorol a szaporítósejtekre és a fejlődő embriókra. Nicole McPherson, az Adelaide-i Egyetem reprodukcióbiológusa és a tanulmány vezető szerzője szerint sokan megfeledkeznek arról, hogy egy önfenntartó űrkolónia csak akkor működhet, ha az ott élők képesek lesznek utódokat vállalni anélkül, hogy folyamatosan új embereket kellene a Földről odaszállítani.
A kutató korábban az elhízás és a táplálkozás fogamzásra gyakorolt hatását vizsgálta. Az űrbeli szaporodás gondolata egy Brian Cox brit fizikus dokumentumfilmjének megtekintése után kezdte foglalkoztatni, majd párjával folytatott beszélgetése során született meg a különleges kísérlet ötlete.
A mikrogravitáció megzavarja a spermiumok tájékozódását
Nem sokkal később McPherson találkozott a Firefly Biotech űrorvosi vállalat alapítójával, aki lehetővé tette, hogy laboratóriumuk egy háromdimenziós klinosztáthoz jusson. Ez a nagy pontosságú berendezés két tengely körül forgatja a mintákat, így mesterségesen utánozza a mikrogravitációt, miközben a sejtek gyakorlatilag elveszítik térbeli tájékozódási képességüket.
A kutatók emberi, egér- és sertésspermiumokat helyeztek a kísérleti rendszer egyik oldalára, míg a petesejteket a másik oldalra. A két részt egy keskeny csatorna kötötte össze, amely a női reproduktív rendszert modellezte. Az eredmények szerint mikrogravitációban mintegy 30 százalékkal kevesebb spermium jutott el sikeresen a petesejtig, mint normál gravitáció mellett.
A tudósok régóta tudják, hogy a spermiumok különféle kémiai jelek, például a progeszteron hormon koncentrációja alapján tájékozódnak. Nicole McPherson szerint azonban a gravitáció is sokkal fontosabb szerepet játszik ebben a folyamatban, mint korábban gondolták. A spermiumok ugyanis szeretnek különböző felületek közelében úszni, ehhez viszont érzékelniük kell saját helyzetüket a térben, amihez a gravitáció jelentős segítséget nyújt.
Az embriók fejlődése is romlott a súlytalanságban
A kutatás nemcsak a spermiumok mozgását vizsgálta. Azoknál az eseteknél, amikor mégis létrejött a megtermékenyítés, a korai fejlődési szakaszban lévő embriók – az úgynevezett blasztociszták – kezdetben még jobb minőségűnek tűntek, mint a normál gravitációban létrejöttek.
Ez az előny azonban gyorsan eltűnt. Amikor a mikrogravitációs környezet 24 órán keresztül fennmaradt, az embriók fejlődése romlani kezdett, és végül elmaradt a földi gravitáció mellett fejlődő embriókétól. McPherson szerint a kezdeti előny valószínűleg annak köszönhető, hogy a mikrogravitációban csak a legerősebb spermiumok tudtak eljutni a petesejtig. A későbbi romlást viszont már a gravitáció hiánya okozhatta.
Az embrió fejlődésének első 24 órájában rendkívül sok fontos biológiai folyamat zajlik le. Ekkor egyesül az anyai és az apai DNS, valamint intenzív epigenetikai átrendeződés indul meg, amely meghatározza a magzat korai fejlődését. A kutató szerint ezekre a folyamatokra a súlytalanság különösen kedvezőtlen hatással lehet.
A kutatócsoport a jövőben a Hold és a Mars csökkent gravitációját is szeretné vizsgálni, hogy kiderüljön, vajon a részleges gravitáció enyhítheti-e ezeket a problémákat. Az eredmények nemcsak a jövőbeli űrkolóniák szempontjából lehetnek fontosak, hanem az egyre fejlődő kereskedelmi űrturizmus miatt is. A kutatók szerint a jövőben akár olyan párok is lehetnek, akik Hold körüli vagy Föld körüli nászúton szeretnének gyermeket vállalni.
A kutatás ugyanakkor földi alkalmazásokat is ígérhet. A rövid ideig tartó mikrogravitáció során megfigyelt természetes szelekció segíthet a mesterséges megtermékenyítési (IVF) eljárások továbbfejlesztésében, ami hozzájárulhat a meddőség hatékonyabb kezeléséhez. A kutatók a következő években hosszabb mikrogravitációs kísérleteket is szeretnének végezni, hogy pontosabban megértsék, miként fejlődnek az embriók a világűrhöz hasonló környezetben.
A tanulmány a Communications Biology tudományos folyóiratban jelent.
Kapcsolódó anyagok:
Elon Musk, az embernek többbolygós fajjá kell válnia, ha túl akar élni
A nyitókép csak illusztráció, forrás: Photo by RAJIV PHOTOGRAPHY & CASTING: pexels
TOP 5
