Życie pozaziemskie nie dla nas? Plemniki gubią się w mikrograwitacji
Eksploracja kosmosu wchodzi w nową fazę, której celem jest długoterminowe osadnictwo poza Ziemią. Program NASA, w tym misja Artemis, zakłada powrót ludzi na Księżyc do końca dekady, a SpaceX celuje w pierwsze załogowe misje na Marsa już około 2030 roku. Te plany wyznaczają nowy kierunek dla badań nad funkcjonowaniem organizmu człowieka w warunkach kosmicznych, bo wraz z wydłużaniem czasu pobytu w przestrzeni kosmicznej, rośnie znaczenie zagadnień związanych z fizjologią człowieka.
W tym z reprodukcją, bo utrzymanie zdolności rozrodczych będzie jednym z kluczowych wyzwań dla przyszłych misji załogowych oraz potencjalnych kolonii poza Ziemią. A badania nad wpływem warunków pozaziemskich, jak mikrograwitacja czy promieniowanie kosmiczne, wskazują, że mogą one oddziaływać na komórki rozrodcze oraz rozwój zarodków.
Jak mikrograwitacja wpływa na plemniki?
I nie inaczej jest w przypadku najnowszych analiz, bo naukowcy z Uniwersytetu w Adelaide wykazali w badaniach laboratoryjnych, że brak grawitacji znacząco utrudnia komórkom rozrodczym orientację w przestrzeni.
W eksperymencie wykorzystano specjalne urządzenie (tzw. klinostat 3D), które symuluje mikrograwitację poprzez ciągłe obracanie próbek biologicznych, eliminując poczucie "góry" i "dołu". W takich warunkach plemniki ludzi, świń i gryzoni miały za zadanie pokonać kanał imitujący żeński układ rozrodczy. Wynik? Wyraźnie mniej z nich było w stanie dotrzeć do celu.
Zaobserwowaliśmy znaczący spadek liczby plemników, które były w stanie skutecznie odnaleźć drogę przez komorę w warunkach mikrograwitacji w porównaniu do normalnej grawitacji
Plemniki tracą orientację
Co istotne, same zdolności ruchowe plemników nie uległy pogorszeniu. Problemem okazała się orientacja, komórki traciły zdolność określenia kierunku, co sugeruje, że grawitacja pełni ważną rolę w ich "nawigacji". Badacze porównują tę sytuację do zabawy z zawiązywaniem oczu i kręceniem się wokół własnej osi - plemniki w mikrograwitacji poruszały się, ale nie wiedziały, dokąd zmierzają.
Jedna z hipotez wskazuje, że bez działania grawitacji komórki tracą kontakt ze ścianami kanału, które normalnie pomagają im wyznaczać kierunek ruchu. Ale problem nie kończy się na orientacji, bo eksperymenty wykazały, że nawet jeśli do zapłodnienia dochodzi, jego skuteczność może być niższa.
Zaobserwowaliśmy obniżone wskaźniki zapłodnienia przy ekspozycji na mikrograwitację trwającej od czterech do sześciu godzin
W przypadku myszy, których plemniki przebywały w warunkach mikrograwitacji, skuteczność zapłodnienia spadła o około 30 proc. Dłuższa ekspozycja prowadziła do opóźnień rozwoju zarodków i zaburzeń na wczesnych etapach formowania. I choć nie wiadomo jeszcze, czy identyczne efekty występują u ludzi, wyniki badań są spójne dla różnych gatunków, co budzi poważne pytania o przyszłość reprodukcji w przestrzeni kosmicznej.
