Автор фото, rbkomar/SCIEPRO/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images
В космическом сообществе раздаются громкие обещания.
В мае у NASA обнародовали планы программы стоимостью 20 млрд долларов по созданию постоянной базы на Луне, которая будет работать на ядерной и солнечной энергии.
К 2032 году космическое агентство стремится, чтобы люди могли жить на Луне в полупостоянных домах. Оно также планирует впервые отправить людей на Марс – путешествие, которое, по его оценкам, продлится примерно от семи до десяти месяцев.
Но если мы когда-нибудь захотим жить вдали от Земли длительное время, нам придется там и размножаться – а это значит потребность найти способ выдерживать необычные условия.
Автор фото, NASA
В отличие от Земли, которую защищают магнитное поле и плотная атмосфера, поверхность таких планет, как Луна и Марс, испытывает интенсивное космическое излучение.
А поскольку они меньше Земли, сила тяжести там значительно слабее. Есть также сам процесс путешествия – длительные космические полеты могут влиять на человеческий организм и, соответственно, на репродуктивные возможности способом, который мы еще полностью не понимаем.
Хотя зачатие на другой планете или даже в открытом космосе звучит как научная фантастика, все больше ученых уделяют этому вопросу внимание.
От научной фантастики до исследований
Доктор Николь Макферсон — старшая преподавательница Университета Аделаиды в Австралии и руководитель группы биологии спермы и эмбрионов в Freemasons Centre for Male Health and Wellbeing. Она заинтересовалась идеей размножения в космосе после просмотра космического документального фильма вместе с мужчиной.
То, что начиналось как небольшой, скорее развлекательный научно-фантастический побочный проект… Теперь превратилось в весомую сферу исследований, — говорит Макферсон.
Вместе с командой исследователей она измеряла способность сперматозоидов ориентироваться в лабиринте, созданном для имитации репродуктивного тракта, при микрогравитации, подобных космическим.
Они обнаружили, что часть сперматозоидов фактически терялась: на 50% меньше клеток достигало конца лабиринта по сравнению с контрольной группой при нормальной гравитации.
Хотя исследование не воспроизводило гравитационные условия конкретных планет, таких как Марс, Макферсон говорит, что оно показало роль земной гравитации в нормальном поведении сперматозоидов.
Это подчеркивает, что существует фундаментальная гравитационная сила, которую сперматозоиды используют в природном зачатии, — отмечает она.
Проблемы гравитации касаются не только зачатия. Исследователи изучали влияние микрогравитации на первые 24 часа развития эмбрионов у мышей.
Мы увидели худшие результаты – то есть более слабое развитие эмбрионов и худшие характеристики на ранней стадии, – говорит Макферсон.
Доктор Фати Каруя, старший научный сотрудник NASA, отмечает: [Микрогравитация] влияет на то, как клетки делятся, организуются и взаимодействуют — а это все ключевые процессы для оплодотворения и раннего развития эмбриона.
4 В космосе – это радиация. Уже известно, что она вредит половым клеткам – специализированным клеткам, из которых развиваются сперматозоиды у мужчин и яйцеклетки у женщин.
Магнитное поле Земли защищает нас от худшего космического излучения, но за его пределами, в частности на Марсе, ситуация другая.
Специалист по авиационной медицине Научного университета здоровья в Турции доктор Абдуррахман Энгин объясняет, что галактическое космическое излучение (ГКВ) образуется в результате космических событий, таких как взрывы звезд — так называемых сверхновых.
Такие взрывы выбрасывают частицы, которые могут проникать сквозь защиту космических аппаратов и глубоко в человеческие ткани – гораздо глубже, чем излучение, с которым мы сталкиваемся на Земле.
Он провел исследование, чтобы ответить на простой вопрос: превысит ли уровень ГКВ во время гипотетической беременности в предстоящей миссии на Марс пределы радиации, которые считаются безопасными для беременности на Земле.
К сожалению, ответ, кажется, утвердительный, — говорит он.
Автор фото, DrPixel via Getty Images
Во время примерно шестимесячного путешествия от Земли до Марса беременная астронавтка может испытать суммарное облучение от 90 до 300 миллизивертов. Это значительно превышает рекомендованный Национальным советом США по радиационной защите и измерению предел в пять миллизивертов для профессионального облучения во время беременности.
Такой высокий уровень может представлять значительные риски для эмбрионов и плодов на ранних стадиях развития, потенциально повреждая их ДНК.
Быстрое разделение клеток и формирование органов на ранних этапах означают, что даже незначительные нарушения в структуре ДНК, ее восстановлении или росте клеток могут привести к последствиям на всю жизнь, — говорит Энгин.
Эти риски включают выкидыш, задержку роста, врожденные аномалии, неврологические дефекты и повышенный риск рака в течение жизни ребенка.
Автор фото, DrPixel via Getty Images
Доктор Энгин говорит, что определенные технологии, например защита космических аппаратов или планирование миссий во время определенных фаз солнечного цикла, могут уменьшить риски, но ГКВ обычно.
По словам Каруи, радиация и микрогравитация вместе влияют на биологию на фундаментальном уровне, — но есть и другие вызовы.
Космические полеты также нарушают гормональную регуляцию, циклы сна и суточные ритмы, тесно связанные с репродуктивным здоровьем, — говорит он.
Он объясняет, что сочетание этих факторов может влиять на все – от качества сперматозоидов или яйцеклеток до гормонов, необходимых для роста плода во время беременности.
Уроки биологии
Понимание того, могут ли люди размножаться в космосе, является ключевым для поддержания жизни вне Земли. Но речь идет о защите астронавтов, говорит Ян-Бернд Штукенборг, профессор молекулярной и клеточной биологии Упсальского университета в Швеции.
Даже если люди еще не размножаются в космосе, по его словам, астронавты и их половые клетки уже испытывают влияние этих условий, и исследование влияния радиации может помочь найти способы их защитить.
Если есть проблема с кожной клеткой [после космического путешествия], она погибнет вместе с вами, — говорит Штукенборг.
Но повреждение половых клеток может передаваться следующему поколению, даже если астронавты еще не пытаются размножаться в космосе.
Поэтому, я считаю, такие исследования очень важны, — говорит он.
Автор фото, VCG/Contributor via Getty Images
Макферсон говорит, что дальнейшие исследования могут помочь нам понять более фундаментальные аспекты человеческой биологии.
Например, ее исследование показало, что сперматозоиды, которые смогли добраться до конца лабиринта, обладали чертами, которые давали им преимущества во время оплодотворения и раннего развития.
Если мы сможем лучше понять, что именно позволяет этим сперматозоидам достигать цели… Мы сможем отбирать их для ЭКО, — говорит она.
Предвзятость в пользу мужчин
Эксперты также признают, что с учетом большего количества женщин в космосе исследования должны быть расширены во избежание гендерного перекоса в сторону мужчин.
Исследование, на которое ссылается Штукенборг, свидетельствует, что женщины-астронавтки во время длительных миссий преимущественно используют противозачаточные таблетки, чтобы остановить менструацию.
Но влияние космической среды на менструальный цикл требует дальнейшего изучения, говорит Макферсон.
Это то, что мы действительно еще не смогли оценить, — говорит она. Каруя говорит, что есть данные о возможном влиянии радиации на функцию яичников, в то время как микрогравитация может препятствовать созреванию яйцеклеток.
И один из самых больших пробелов в знаниях, по его словам, касается самой беременности.
У нас практически нет современных данных о том, как происходила бы беременность млекопитающих полностью в космосе, особенно относительно имплантации, развития плаценты и формирования органов, — говорит он.
Почти все соглашаются в одном — работы впереди много, и она критически важна.
Это не должно быть табу… Мы должны думать об этом уже сейчас, — говорит Штукенборг.
