ولا بد للبشرية أن تصبح كائنات ترتحل في الفضاء، وتتوسع خارج حدود أمنا الأرض، تماما كما انتشرت منذ ملايين السنين من مهداها في أفريقيا.
على الأقل هذا ما قاله قادة استكشاف الفضاء مثل أغنى رجل في العالم ايلون ماسك أود منك أن تصدق. ومع ذلك، قد تكون هناك عقبات بيولوجية يمكن أن تحصر هذه الرؤية إلى الأبد في عالم الخيال العلمي والحضارة الإنسانية في ترابنا الأرضي. وجدت دراسة جديدة أن خلايا الحيوانات المنوية لدى أنواع الثدييات، بما في ذلك البشر والفئران والخنازير، تكافح للعثور على طريقها عبر الجهاز التناسلي الأنثوي في الجاذبية الصغرى للوصول إلى البويضة وتخصيبها. وحتى عندما تصل الحيوانات المنوية إلى وجهتها، وجدت الدراسة أن الأجنة المتكونة في هذه الظروف تتطور بشكل ضعيف مقارنة بتلك التي تتطور بشكل طبيعي. جاذبية.
يستمر المقال أدناه
كانت هناك بعض الدراسات السابقة مع عناوين تفيد أطفال الفأر وُلدت من خلايا جذعية أُخضعت لرحلات فضائية لمدة أشهر، ولكن معظم الأبحاث السابقة، أُجريت إما في الفضاء أو في أجهزة محاكاة الجاذبية الصغرى على أرضكشفت عن عدد كبير من الآثار السلبية للبيئة الفضائية على الخلايا الإنجابية والأجنة.
قالت نيكول ماكفرسون، عالمة الأحياء الإنجابية في جامعة أديلايد بأستراليا، والمؤلفة الرئيسية للدراسة، لموقع Space.com: «عندما تفكر في مستقبل استكشاف الفضاء والمستوطنات الفضائية، فإن هذا يحدث. إنه يحدث الآن». “أعتقد أن الناس ينسون أنه لكي نحافظ على هذه المستوطنات دون الاضطرار إلى استعمارها باستمرار من الأرض، نحتاج إلى أن نكون قادرين على التكاثر في الفضاء”.
أصبح ماكفرسون، الذي تناولت أعماله السابقة آثار السمنة والنظام الغذائي على نجاح الحمل، مفتونًا بمسألة إمكانية التكاثر في الفضاء بعد مشاهدة فيلم وثائقي استضافه الفيزيائي البريطاني بريان كوكس. ثم ولدت مناقشة مع شريكها فكرة لتجربة بحثية فريدة من نوعها.
لقاء صدفة مع مؤسس شركة Firefly Biotech لطب الفضاء بعد أسبوع سمح لها بالحصول على جهاز إكلينوستات ثلاثي الأبعاد لمختبرها. هذا الجهاز عبارة عن جهاز طرد مركزي عالي التقنية يحاكي الجاذبية الصغرى عن طريق تدوير قوارير تحتوي على عينات حول محورين، مما يؤدي إلى إرباك الخلايا الموجودة بداخلها فيما يتعلق بموقعها في الفضاء. في تجربتها، أنشأت ماكفرسون وزملاؤها مجموعة تحتوي على خلايا الحيوانات المنوية البشرية والفئران والخنازير في جزء من الحجرة وخلايا البويضات في الجزء الآخر، مقسمة بقناة رقيقة تحاكي الجهاز التناسلي الأنثوي. ولاحظ الباحثون أن عددًا أقل بنسبة 30٪ من الحيوانات المنوية تمكنت من الوصول إلى البويضة مقارنة بتلك الموجودة في الجاذبية الطبيعية.
يعرف العلماء أن الحيوانات المنوية تعتمد على مجموعة معقدة من الإشارات للعثور على طريقها إلى البويضة. وقال ماكفرسون إن جزءًا من هذا التنقل يحركه إشارات كيميائية، مثل تركيزات هرمون البروجسترون الأنثوي، ولكن يبدو أن الجاذبية تلعب دورًا مهمًا أيضًا.
وقالت: “نحن نعلم أن الحيوانات المنوية تستجيب للإشارات الكيميائية، لكننا نعلم أيضًا أنها تحب السباحة بالقرب من الأسطح”. “من الواضح، لمعرفة مكان الأسطح، عليك أن تفهم موقعك في الوقت المناسب ولهذا تحتاج إلى الجاذبية.”
ولم يكن كفاح الحيوانات المنوية للوصول إلى البويضة سوى جزء واحد من النتائج. عندما تمكنت الحيوانات المنوية من الوصول إلى البويضات، ظهرت الأجنة اللاحقة في المرحلة المبكرة، والتي تسمى الكيسة الأريمية، في البداية أقوى من نظيراتها التي تم تصورها بالجاذبية. ومع ذلك، عندما استمر التعرض للجاذبية الصغرى، تدهورت الجودة العالية للأكياس الأريمية الناتجة عن الجاذبية الصغرى وبدأت الأجنة في التخلف عن نظيراتها الطبيعية.
ويعتقد ماكفرسون أن الزيادة الأولية في الجودة التي لوحظت في الأجنة التي تشكلت بعد أربع ساعات فقط من التعرض للجاذبية الصغرى كانت بسبب عملية الانتقاء الطبيعي التي حدثت، والتي سمحت فقط للحيوانات المنوية الأصلح بالوصول إلى البويضات. من المحتمل أن يكون التدهور اللاحق في الأجنة التي كانت في الجاذبية الصغرى لمدة تصل إلى 24 ساعة بسبب التأثيرات السلبية لغياب الجاذبية على العمليات التي تحدث في الخلايا الجنينية التي تنقسم بسرعة.
وقال ماكفرسون: “هناك الكثير من التغييرات التي تحدث خلال الـ 24 ساعة الأولى من تطور الجنين”. “لديك الحمض النووي للأم والأب يجتمعان معًا. لديك الكثير من إعادة التشكيل اللاجيني الذي يستمر لدفع نمو الجنين المبكر. وهذا التعرض لانعدام الجاذبية هو في الواقع ضار حقًا.”
وقال ماكفرسون إن الباحثين يرغبون في المستقبل في إجراء تجارب مماثلة في الجاذبية المنخفضة، مثل القمر أو المريخ، لمعرفة ما إذا كانت الجاذبية الجزئية قد تخفف من المشكلة. وتعتقد أن النتائج لها آثار ليس فقط على رؤى المستوطنات الفضائية، ولكن أيضًا على السياحة الفضائية التجارية والأطفال المحتمل إنجابهم في شهر العسل القمري والمداري. ومن ناحية أخرى، فإن الانتقاء الطبيعي الذي يؤدي إلى تكوين أجنة أقوى بعد التعرض القصير للجاذبية الصغرى، يمكن أن يؤدي إلى تقدم في تقنيات التلقيح الاصطناعي البشرية التي تساعد في علاج العقم على الأرض.
في المستقبل، يرغب الباحثون في تعريض الأجنة لفترات أطول من الجاذبية الصغرى لاكتساب رؤى أعمق حول العمليات التي تحدث في ظروف شبيهة بالفضاء.
الدراسة تم نشره في مجلة Communications Biology يوم الخميس (26 مارس).
التعليقات