Dlaczego tak mało wiemy o tym, czy Homo sapiens może zajść w ciążę poza Ziemią?

Myślę, że istnieje istotny, humanitarny argument, z powodu którego powinniśmy żyć na wielu planetach. Musimy zabezpieczyć istnienie ludzkości w razie katastrofy.

Elon Musk w wywiadzie dla aeon.co – założyciel SpaceX, firmy która przygotowuje się do lotów na Marsa w następnej dekadzie

Dziś obecność ludzi w kosmosie jest oczywistością. Ludzkość nieprzerwanie od 18 lat zasiedla stację kosmiczną, a aktualny rekord pobytu na orbicie wynosi rok i 2,4 miesiąca. Całkiem dobrze znamy wpływ nieważkości na ludzkie ciało. Nagrania w mikrograwitacji już nie robią na nikim wrażenia – może z wyjątkiem porządnych materiałów ze Skylaba:

Niedługo sami będziemy robić mikrograwitacyjne salta. Firma Blue Origin na 2019/20 planuje pierwsze starty, w trakcie których będzie można doświadczyć kilku minut nieważkości w przestrzeni kosmicznej (ale nie na orbicie – jedynie suborbitalnie na wysokości 70-100 km).

Z tej perspektywy szokująco odległe są czasy pionierów medycyny kosmicznej, którzy w latach 50. zastanawiali się czy ludzie… nie umrą bez grawitacji. Badacze jeszcze w poniemieckich rakietach V2 wystrzeliwali małpy w loty suborbitalne i rozstrząsali czy układ krążenia przetrwał chociaż kilka minut:

Na niebiesko – okres grawitacji 1/20 g. Parametry kardiologiczne w normie.

Autorzy tego i kolejnych badań z ulgą wywnioskowali, że naczelne są w stanie przeżyć przynajmniej krótkie okresy nieważkości. A co z dobą lub tygodniem? Ostrożność nie opuściła naukowców jeszcze przez kolejne kilkanaście lat. Pierwszy lot kosmiczny trwał zaledwie 108 minut. Kolejny pobyt na orbicie przełamał barierę doby, choć nie obyło się bez wątpliwości, uwypuklonych zresztą przez sam przebieg misji – po 8 godzinach w nieważkości, G. Titow zwymiotował. Do pierwszego całotygodniowego lotu agencje kosmiczne doszły dopiero po 4 kolejnych latach testów. Na szczęście okazało się, że problemy żołądkowe i bólowe mijają po kilku dniach adaptacji.

W temacie zapłodnienia oraz ciąży w nieważkości lub na Marsie, jesteśmy w podobnym miejscu co pionierzy medycyny kosmicznej: pełni obaw czy ludzie w ogóle przeżyją, dopiero po pierwszych eksperymentach zwierzęcych. Na ile to uzasadnione obawy, a na ile tylko ostrożność rodem z lat 50.?

Doszło do wyłącznie jednej próby rozmnażania ssaków – oczywiście gryzoni – w kosmosie. Pod koniec lat siedemdziesiątych. W rosyjskiej sondzie o nazwie Kosmos 1129. W fatalnie zaprojektowanym eksperymencie. To nie żart! Do dziś nie wiemy jakie wnioski można z tego wyciągnąć. Grupa kosmiczna nie rozmnożyła się, ale porównawcza grupa na Ziemi również nie doczekała się potomstwa. Najwyraźniej szczury zostały umieszczone w zbyt stresujących warunkach, niezależnie od ferworu mikrograwitacyjnych salt.

Szczury na pokładzie Kosmos 1129.

Ten nieudany eksperyment, jak uderzenie asteroidy, pozostawił krater w badaniach nad rozmnażaniem ssaków w kosmosie. Nigdy później nie podjęto innej próby. Brak konkretnych wyników to skuteczny strach na wróble w nauce – mało cytowań, utrata finansowania, dziura w CV – dlatego tak ryzykowne eksperymenty nie cieszą się powodzeniem.

Skoro nie dorosłe ssaki, to może chociaż ssacze embriony? Pod koniec lat 90. na wahadłowcu w misji STS-80 umieszczono mysie zarodki. Nie rozwinęły się, ale autorzy konkludują, że nie wiedzą dlaczego i mógł być to efekt promieniowania lub wibracji w trakcie startu. Krater został jeszcze bardziej pogłębiony. W przypadku embrionów było o tyle lepiej, że już po niecałych 20 latach podjęto drugą próbę – chińscy naukowcy w 2016 roku wysłali mysie embriony w satelicie Shijian-10. Analiza danych nadal trwa, jednak według wstępnych informacji embriony rozwinęły do stadium blastocysty, czyli do najdalszego możliwego etapu poza mysią macicą.

3,5-tonowy Shijian-10.

Prowadzono również klasyczne badania nad organizmami z prostszym cyklem rozwojowym. Okazało się, że owady, mięczaki, płazy i ptaki w większości nie mają problemów ze sztafetą pokoleń w nieważkości. Badania były relatywnie jednoznaczne i bezpieczne, ale ich przydatność jest mocno ograniczona, ponieważ te zwierzęta… nawet nie zachodzą w ciążę. To domena ssaków.

Dopiero w 2013 roku padł postulat powrotu do eksperymentów nad reprodukcją ssaków. Mamy stację kosmiczną, duże laboratorium z profesjonalną obsługą przez całą dobę, dlaczego go nie wykorzystać?

Z tego samego powodu co zawsze: to zbyt ryzykowne dla współczesnych naukowców i dla ośrodków, które finansują naukę.

Eksperymenty naukowe na stacji kosmicznej nie przebiegają jak w zwykłym laboratorium. To brzmi banalnie, ale zdecydowanie nie jest banałem, jeśli zamiast zapakowania dwóch pipet i trzech fiolek, musisz zaprojektować, wyprodukować i wysłać w kosmos autonomiczne urządzenie, która głównie samodzielnie wykonuje eksperyment:

Ta skrzynka służy do przechowywania roślin i owadów.

Na tym się nie kończy, ponieważ próbki po pobycie w kosmosie muszą być odebrane na Ziemi, a później zbadane przez ziemskie laboratorium. Piekielnie drogi eksperyment to eufemizm.

A co gdyby po prostu wysłać w kosmos wspomniane pipety z próbkami, przeszkolić astronautów i pozwolić im na wykonanie całych eksperymentów jak w normalnym laboratorium – bez setek układów scalonych, dziesiątek skrzyń i lat przygotowań?

Jak cień wraca stwierdzenie: to za duże ryzyko. Obsługa płynów i pipet w nieważkości jest zbyt niebezpieczna, zanieczyszczenia mogą się wymknąć spod kontroli, eksperymenty pewnie będą nieudane. Tak sądzono aż do 2016, gdy laboratorium A. Fernberga z Johns Hopkins University wybrało się na krótkie loty w nieważkości, gdzie ze zdziwieniem zaobserwowano, że generalnie wszystko działa:

Po drobnych optymalizacjach metod laboratoryjnych, na stację kosmiczną w końcu wysłano eksperyment biologiczny, który kosztował kilka tysięcy, a nie kilka milionów dolarów. By jednak nie było zbyt ryzykownie, eksperymenty wykonała najpierw astronautka Kathleen Rubins, która jest doktorem biologii molekularnej.

Kathleen Rubins prezentuje szokującą rzecz w kosmosie – pipetę.

Stacja kosmiczna powitała również urządzenie PCR – zaledwie 32 lata po powstaniu tej metody.

Tutaj dochodzimy do odpowiedzi na tytułowe pytanie. Do solidnie zaprojektowanego eksperymentu potrzebujemy słynnego IVF (in vitro fertilization), które nie istnieje bez narzędzi biologii molekularnej. Z kolei przed 2016 rokiem biologia molekularna praktycznie nie istniała w kosmosie, stąd nikt jeszcze nie sprawdził czy ssaki (a za tym: ludzie) w mikrograwitacji lub nawet zmienionej grawitacji są w stanie skutecznie rozmnażać się.

Ale czy ktokolwiek zamierza to zrobić?

Niestety na razie niewiele na to wskazuje. Elon Musk może mówić o koloniach na Marsie, ale ani on, ani agencje finansujące, ani sami naukowcy nie chcą się podjąć ryzykownych eksperymentów z łatką niejasnych wyników. Tak jak już parę lat temu zauważył MIT Technology Review, współczesny system badań naukowych promuje bezpieczne inicjatywy.

„Obiecaliście mi kolonie na Marsie, zamiast tego dostałem Facebooka. Przestaliśmy rozwiązywać duże problemy” – Buzz Aldrin, drugi człowiek na Księżycu. Cały artykuł.

Aktualnie modelowe ssaki na stałe zamieszkują stację kosmiczną w takich domkach:

Projekt Rodent Research.

W połączeniu z metodami biologii komórkowej i molekularnej, nic nie stoi nic na przeszkodzie eksperymentom nad embriogenezą ssaków. Nic oprócz finansowania i strachu przed ryzykiem.

Łatwiej prowadzić badania nad tym… jak często myszy zderzają się w nieważkości:

Nie mogę się doczekać aż wyniki tego badania nad „wysoko-poziomową interakcją socjalną myszy” zostaną wykorzystane na Ziemi albo w podboju kosmosu. Poster.

Ostatnio na tej pożywce bierności wyrosła strona SpaceLife Origin, która proponuje test zapłodnienia oraz test porodu w kosmosie. Złośliwie opisuję to jako tylko stronę, ponieważ na razie wygląda podobnie do Mars One (które było czystym skokiem na pieniądze inwestorów i crowdfunderów). Jeśli jednak w jakimś aspekcie ten projekt rzeczywiście będzie zrealizowany, tym gorzej dla nauki, jeśli tak dużym pytaniem ma zająć się grupa kilku „seryjnych przedsiębiorców” (jak sami siebie komplementują), a nie naukowcy wyposażeni w lata edukacji i stosowania metody naukowej. Mogę się mylić, tak jak kiedyś niektórzy mylili się co do założeń SpaceX, ale chyba każdy przyzna, że wysyłanie kobiety na 4 dni przed terminem porodu w przejażdżkę kolejką górską (przeciążenia w startującej rakiecie) to pomysł godny osoby, która nigdy nie słyszała o ciąży.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *