Nowy numer 42/2019 Archiwum

Dzieci w kosmosie

Kolonizacja innych planet wydaje się dzisiaj bardziej fantazją niż nauką. Ale wbrew pozorom może do niej dojść już niedługo. Bazy na Księżycu czy na Marsie to kwestia najbliższych 20–30 lat. Jakie życie będziemy tam prowadzili?

Pierwszymi ludźmi, którzy zamieszkają poza Ziemią, będą naukowcy i inżynierowie. Ludzie specjalnie wytrenowani i przyzwyczajeni do trudów zdobywcy. Z czasem jednak kolonie naukowe mogą się przerodzić w coś więcej – w habitaty, w których człowiek będzie musiał funkcjonować dłużej. Bazy na Księżycu będą raczej przypominały te, które dzisiaj budujemy np. na biegunach. Niewielkie, z załogą zmieniającą się co kilkanaście, kilkadziesiąt tygodni. Mars pod tym względem jest jednak inny. Sama podróż na Czerwoną Planetę zajmuje kilka miesięcy. Potem kilka miesięcy trzeba czekać na możliwość startu (planety w swoim ruchu dookoła Słońca muszą ustawić się w dogodnej pozycji) i kilka miesięcy spędzić w drodze powrotnej. W przypadku Marsa nawet najkrótsza ekspedycja będzie trwała grubo ponad rok. Jest to najbliższa dla nas planeta. Jeżeli zechcemy polecieć dalej, np. na księżyce Jowisza czy Saturna, podróż przy dzisiejszej technologii zajmie długie lata. Można oczywiście założyć, że w przyszłości będziemy dysponowali dużo lepszymi systemami napędowymi, ale nawet znalezienie technologii, która przyspieszy nasze statki dwukrotnie, niewiele zmieni. Kosmos po prostu jest ogromny.

Kolonizacja

Długie podróże kosmiczne wymagają rozwiązania wielu kwstii. Jedną z nich jest: czy w kosmosie będziemy mogli mieć dzieci?

Przyznaję, temat wydaje się abstrakcyjny. Ale w dłuższej perspektywie lotów czy osiedlania się na innych globach w końcu będzie trzeba na to pytanie odpowiedzieć. Kolonizacja czy budowanie trwałej obecności człowieka na innych globach będą możliwe tylko wtedy, gdy w kosmos polecą nie tylko dorośli, ale także rodzice, których dzieci będą rodziły się w statkach, stacjach orbitalnych albo na innych planetach czy księżycach. Problem jest bardzo skomplikowany, bo nie sprowadza się tylko do kwestii zapłodnienia w mniejszej albo minimalnej grawitacji. To przede wszystkim pytanie o mechanizmy rozwoju człowieka przed urodzeniem i po urodzeniu. Czy grawitacja ma jakiś związek z tymi procesami? To, co dzieje się w zapłodnionej komórce (i w dzielących się komórkach w późniejszej fazie rozwoju człowieka), musi być niezwykle precyzyjne. Każde odstępstwo może być źródłem poważnych komplikacji zdrowotnych, a nawet śmierci. Każda kolejna przemiana wynika z poprzedniej. Brak drobnego elementu, najmniejsze opóźnienie albo zła synchronizacja procesów chemicznych czy biologicznych powodują, że organizm rozwija się nieprawidłowo. Jak środowisko kosmiczne, wyższe promieniowanie, niższa albo bardzo niska grawitacja wpływają na te sekwencje zdarzeń? Nie wiemy. Choć wciąż przeprowadzamy w tej kwestii eksperymenty. Oczywiście nie na ludziach, tylko na wielu innych zwierzętach, takich jak myszy, szczury, żaby, jaszczurki czy ryby. I mimo tych prób wciąż mamy nikłe pojęcie o tym, jak warunki kosmiczne mogą wpływać na rozwój człowieka. Mówiąc jednak o warunkach, warto rozgraniczyć dwa zasadnicze czynniki (których wpływ wydaje się kluczowy). Mowa tutaj o promieniowaniu i o przyciąganiu grawitacyjnym. I o ile promieniowanie mamy zasadniczo rozpoznane, o tyle kwestia grawitacji i jej wpływu na nas to zagadnienie wciąż budzące więcej pytań niż dające odpowiedzi.

Promieniowanie

Promieniowanie jonizujące jest dla żywych, dzielących się komórek bardzo szkodliwe. Kwanty promieniowania demolują strukturę związków chemicznych, powodując uszkodzenia np. DNA. Na poziomie komórki istnieją systemy naprawiające takie błędy, ale gdy tych uszkodzeń jest za dużo, naprawa nie jest idealna. Nowe komórki z uszkodzonym DNA są źródłem nowotworów. I w niezliczonych eksperymentach, zarówno na roślinach, jak i zwierzętach, widać, że wysokie tło promieniowania powoduje uszkodzenia komórek, które mogą prowadzić do nieprawidłowego rozwoju całego organizmu.

Od promieniowania można się jednak odgrodzić. Na Ziemi funkcję tę spełnia pole magnetyczne planety. Ale taką barierą może być np. odpowiednio gęsty materiał bądź gruba warstwa gruntu. Innymi słowy, mamy świadomość ryzyka funkcjonowania w podwyższonym promieniowaniu, ale mamy też sposoby na to, by jego wpływ minimalizować. Możemy habitaty budować np. pod marsjańskim gruntem.

Zupełnie inaczej wygląda sprawa z polem grawitacyjnym. Jego nie da się wyłączyć, nie potrafimy go wzmocnić czy osłabić. Nie możemy się także od niego odgrodzić. Grawitacja na Marsie wynosi niecałe 40 proc. przyciągania ziemskiego. Z kolei na Księżycu przyciąganie to zaledwie kilkanaście procent przyciągania ziemskiego. Jak przyciąganie wpływa na reprodukcję ssaków? Nie mamy zielonego pojęcia.

Grawitacja

40 lat temu na pokładzie radzieckiej sondy Cosmos 1129 umieszczono szczury, które po jakimś czasie wróciły na Ziemię. Gdy je badano, okazało się, że niektóre samice na orbicie zaszły w ciążę. Żadna jednak w kosmosie nie urodziła. Późniejsze eksperymenty Amerykanów polegały na wysyłaniu w kosmos już ciężarnych samic szczurów, żeby mieć okazję do zbadania kolejnych etapów ciąży i rozwoju nowych osobników. Okazało się, że rozwijające się w stanie mikrograwitacji szczury często rodziły się z uszkodzonymi elementami serca i źle rozwiniętym uchem wewnętrznym (dla przypomnienia: to właśnie w uchu wewnętrznym znajduje się kluczowy element systemu równowagi, położenia ciała i kierunku ruchu). Okazało się także, że warunki kosmiczne zmniejszają liczbę plemników u samców. Niemalże identycznie brzmiały wnioski z badań myszy. Gdy w kosmos wysyłano małe mysie zarodki, te nie rozwijały się i obumierały. Gdy wysyłano zarodki już w dużej części wykształcone, rozwój niektórych ich elementów był ułomny. Jeszcze inne badania przeprowadzili Japończycy, którzy w kosmos wysłali plemniki myszy. Okazało się, że po powrocie potrafią one zapłodnić komórkę jajową, ale zarodki myszy były uszkodzone i obumarły. Jaja przepiórek na radzieckiej stacji MIR nie rozwijały się normalnie, podobnie jak jaja salamandr zapłodnionych w kosmosie. Z kolei na świerszczach, nicieniach i muszkach owocówkach mikrograwitacja nie robiła żadnego wrażenia. Nie zauważono także wad rozwojowych u ryb, które rozmnażały się na pokładzie promu Columbia.

Myszy, a potem człowiek?

Eksperymentów na różnych organizmach i w różnych fazach ich rozwoju było już wiele, ale w zasadzie nigdy nie przeprowadzono programu naukowego, który dokładnie przyglądałby się problemowi rozwoju ssaków. Nie chodzi o pojedynczą obserwację, tylko o dokładny program badawczy, który obejmowałby wszystkie stadia, od produkcji plemników i komórek jajowych przez zapłodnienie, rozwój zarodkowy i poród. Na tym badania nie mogą się jednak zakończyć. Kolejne pokolenia i ich zdolność do rozmnażania się także powinny znaleźć się pod okiem naukowców. Dzisiaj badacze, obserwując efekty, ale nie rozumiejąc mechanizmów, mogą wysunąć tylko bardzo ogólne wnioski. Mówią one, że w kosmosie ssaki nie potrafią się skutecznie rozmnażać. W mikrograwitacji plemniki są znacznie mniej ruchliwe, nawet gdy dojdzie do zapłodnienia, embriony ssaków nie rozwijają się wcale albo rozwijają się nieprawidłowo.

W Langley Research Center NASA zaprojektowano eksperyment symulujący długotrwałe przebywanie w marsjańskich warunkach. Na razie to koncepcja, która może zostać zrealizowana po 2020 roku. Polega na wysłaniu na orbitę Księżyca dość sporego, bezobsługowego laboratorium, w którym w klatkach umieszczone zostaną myszy. Będzie ich tam przynajmniej kilkanaście. Odpowiedni mechanizm obrotowy wytworzy w laboratorium siłę odśrodkową identyczną z grawitacją na Marsie. Z kolei specjalny system czujników (w tym 600 kamer), a także możliwość zacumowania do laboratorium statku załogowego mają zagwarantować szansę pobierania próbek i badania kolejnych pokoleń urodzonych w kosmosie gryzoni. MICEHAB jest planowany na 10 lat, ale czy wnioski wyciągnięte z obserwacji myszy wystarczą, by zrozumieć rozmnażanie się człowieka? Wiemy, że badania innych, nawet naczelnych ssaków to zaledwie wstęp do rozumienia, „jak działa człowiek”. Dlatego, choć są potrzebne, badania zwierząt nie odpowiedzą na pytania o człowieka. •

« 1 »
oceń artykuł Pobieranie..

Zobacz także

  • gut
    10.03.2019 13:15
    Aż ciężko to sobie wyobrazić. Pan Tomasz jak zawsze trzyma nietuzinkowy Poziom. ;)
    doceń 0
  • rybomar
    11.03.2019 08:10
    Zastanawiałem się nad tym problemem od bardzo dawna, ale nie miałem czasu żeby się mu bliżej przyjrzeć. Bardzo dziękuję za ten zwięzły opis.
    Jednocześnie przyznam, że artykuł mocno mnie zasmucił - sądziłem, że problemy mogą być z porodem i ogólną fizjologią, ale nie spodziewałem się aż tylu komplikacji.
    doceń 0

Ze względów bezpieczeństwa, kiedy korzystasz z możliwości napisania komentarza lub dodania intencji, w logach systemowych zapisuje się Twoje IP. Mają do niego dostęp wyłącznie uprawnieni administratorzy systemu. Administratorem Twoich danych jest Instytut Gość Media, z siedzibą w Katowicach 40-042, ul. Wita Stwosza 11. Szanujemy Twoje dane i chronimy je. Szczegółowe informacje na ten temat oraz i prawa, jakie Ci przysługują, opisaliśmy w Polityce prywatności.

Zamieszczone komentarze są prywatnymi opiniami ich autorów i nie odzwierciedlają poglądów redakcji