Перенесёмся на несколько десятилетий или даже на полвека вперёд и представим, что люди могут жить на Марсе, создавать для себя среду обитания, путешествовать на марсоходах, добывать полезные ресурсы и, что самое важное, создавать первое поколение марсиан.
Никто не знает, могут ли люди успешно размножаться в космосе, будь то во время космического полёта или непосредственно на другой планете. Для ясности стоит сказать, что секс при низкой гравитации – это просто даже физическая проблема. Перед нами стоит множество вопросов, один из них – как космическая среда влияет на биологические процессы, от результата которых зависит появление нового человека. Мы пытались разобраться в этом. Мыши, крысы, саламандры, лягушки, рыбы были объектами ряда экспериментов, с помощью которых изучалось влияние космической среды на размножение. Но результаты пока неоднозначны и неубедительны.
«Видные деятели хотят, чтобы мы стали мультипланетарной цивилизацией, но они не могут ответить на ключевой вопрос, – говорит врач из Медицинского Колледжа Бейлора Крис Ленхардт (Kris Lehnhardt), специализирующийся на космической медицине. – Все сосредоточены на оборудовании, и это отлично, но в конце концов, человек – это мягкий мешок с мясом, который всё портит. Игнорирование человеческого организма в будущем приведёт лишь к провалу».
На Земле биологические процессы точно настроены на работу в среде, характеризующейся одной из основных сил нашей планеты – силой тяжести. В космосе сила тяжести практически отсутствует, на Марсе она составляет около 38% от земной. До сих пор никто даже не приблизился к разгадке того, как более слабая сила тяжести может повлиять на размножение млекопитающих. Кроме того, излучение в космосе намного сильнее и потенциально может нанести куда более серьёзный урон, чем здесь, на Земле, потому что магнитное поле (и атмосфера – прим. ред) нашей планеты защищает от космического излучения. Высокие дозы радиации представляют собой серьёзную проблему для взрослых, решившихся отправиться в космос, и космические агентства тщательно отслеживают состояние здоровья своих астронавтов на орбите. То, что это излучение может потенциально сделать с гораздо более чувствительным плодом – настоящая проблема.
Влияние этих двух факторов – силы тяжести и радиации – на репродуктивную систему человека до сих пор остаётся главной проблемой, которую пытаются решить учёные. Из-за этических барьеров, связанных с изучением медицинских рисков на людях, учёные потратили десятилетия, запуская различных животных в космос.
Ранние эксперименты, проведённые СССР в конце 1970-х годов, включали отправку аппарата Космос 1129 с несколькими крысами на борту. Когда они вернулись, были получены доказательства того, что грызуны спаривались в космосе, но ни одна из самок не была беременна, что, возможно, не удивительно для тех, кто изучает грызунов, учитывая их чувствительность к внешним факторам.
Позже NASA отправило беременных крыс на орбиту и изучало, как космический полёт повлиял на более поздние стадии беременности. На Земле процесс родов протекал более или менее нормально, но другое исследование предполагает, что крысята, подвергшиеся воздействию микрогравитации, развиваются с нарушениями вестибулярного аппарата. Космический полёт также, по-видимому, уменьшает общее количество сперматозоидов у крыс. Тем не менее, согласно исследованию, многочисленные аспекты беременности, рождения и раннего развития млекопитающих могут протекать при силе тяжести, отличной от земной.
У мышей же не всё так просто. Исследования показывают, что два вида грызунов по-разному реагируют на изменения силы тяжести. Эмбрионы мыши, отправленные в космос на борту шаттла Columbia, не смогли нормально развиваться. Другая работа показывает, что сверчки, нематоды и плодовые мухи могут успешно размножаться на борту космических аппаратов. Эксперименты с морскими ежами также показывают, что оплодотворение в космосе возможно, но микрогравитация сильно влияет на движение сперматозоидов.
«Если бы вы взяли процесс репродукции, разбили его на этапы и изучали бы каждый из них… Но, к сожалению, не было специальной научной программы, которая бы изучала влияние космической среды на каждый из этапов, – говорит Ленхардт. – Одно дело знать, что это возможно, другое дело – что это можно сделать безопасно, имея хороший результат».
«По всем направлениям почти каждое исследование показало, что в космосе, некоторые процессы либо не работают, либо протекают с нарушениями. Поэтому, с каждым шагом вперёд, нам нужны более подробные и масштабные исследования и они должны касаться человека», – говорит Джеймс Нодлер (James Nodler) из Хьюстонского центра планирования семьи, который изучает связь между силой тяжести и развитием эмбриона.
В попытке решить некоторые из проблем, связанных с долгосрочным пребыванием человека на поверхности Марса, группа, базирующаяся главным образом в Исследовательском центре NASA в Лэнгли, разработала эксперимент, который позволил бы учёным изучить долгосрочные последствия низкой силы тяжести для процесса размножения млекопитающих. «Прежде чем говорить о возможностях, необходимо изучить проблемы воспроизводства млекопитающих в условиях слабой силы тяжести», – пишут учёные. «Люди могут столкнуться с репродуктивными проблемами в гравитационных средах, отличных от земной, поскольку сила тяжести может нарушить биологические процессы млекопитающих». Как и предполагалось, эксперимент будет включать размещение мышиной колонии на лунной орбите, заключенной в среду, которая может наблюдаться и управляться полностью автономно, благодаря 600 камерам и дистанционному уходу за животными.
MICEHAB (Multigenerational Independent Colony for Extraterrestrial Habitation, Autonomy, and Behavior health) – проект колонии для нескольких поколений мышей за пределами Земли. Эксперимент будет изучать влияние полёта и слабой силы тяжести, по крайней мере, на три поколения мышей, учёные также будут отслеживать рождаемость и общее здоровье животных.
«Исследования по воспроизводству млекопитающих в условиях частичной силы тяжести должны пройти до конца 2020-х годов, чтобы получить данные, необходимые для будущих миссий человека на Марс», – пишут учёные. Но на данный момент нет никаких признаков того, что MICEHAB будет запущен в ближайшее время и, даже если бы это было так, некоторые учёные считают, что эксперимент не ответит на вопросы, ответы на которые нам так необходимы. Размножение человека сильно отличается даже от размножения других приматов, и ни один из изученных до сих пор организмов не является может дать полную картину. «Если вы посмотрите на ранние исследования ЭКО, они пропустили исследования на мышах и приматах, потому что это не то же самое. Нужно понимать, что в какой-то момент мы должны провести исследования на людях, чтобы увидеть, как будет происходить процессы на самом деле», – говорит Нодлер «Но решение о том, какой эксперимент проводить, зависит от целей, и от того, думаем ли мы немного вне рамок «нормального» воспроизведения и опираемся ли на вспомогательные технологии для репродукции в условиях Марса». «Наша конечная цель – послать мужчину и женщину и проверить, может ли у них появиться ребёнок?» – он спрашивает. «Или мы можем ли мы взять целую кучу эмбрионов, заморозить их на Земле, отправить на Марс и разморозить?»
Выполнение первого эксперимента технически достаточно просто, хотя, потенциально, он вызовет огромное количество этических проблем. И хотя изучение точного воздействия космической среды на эмбрионы человека – достаточно трудная задача, сегодня это вполне осуществимо, за исключением еще большего количества моральных и этических барьеров. Например, учёные могли бы отправить сперматозоиды и яйцеклетки человека на Международную космическую станцию и попытаться провести экстракорпоральное оплодотворение (искусственное). Таким образом мы сможем понять, сработает ли это.
Ученые могли бы даже отправить на МКС эмбрионы и посмотреть, как космическая среда влияет на их развитие, на структуру ДНК. Можно это сделать с эмбрионами, у которых уже нет шансов на нормальное развитие, и это может избавить нас от части этических проблем, но настоящим испытанием будет изучение влияния космической среды на жизнеспособные эмбрионы.
«Пусть они остаются замороженными на МКС в течение шести месяцев или года, затем вернём их на Землю и используем, проверив, может ли родиться в таком случае здоровый ребёнок. – Очень трудно получить одобрение на это, но в какой-то момент мы должны это сделать», – говорит он, отмечая, что «есть тысячи ненужных эмбрионов, которые, по словам пациентов, мы можем использовать для научных исследований. Проблема в том, чтобы мне законодательно было разрешено проводить подобные исследования». Ленхардт согласен с тем, что будет сложно изучать размножение человека в космосе, фактически не изучая людей, а это означает готовность решать не только научные проблемы, но и этические, и чем раньше, тем лучше. «Моральные и этические проблемы никуда не денутся», – говорит он. – Таким образом, в будущем нам придётся столкнуться с этим лицом к лицу.»
Источник: nationalgeographic.com
Перевод: Артур Арушанян
