آیا تولیدمثل انسان در فضا امکان‌پذیر است؟ یافته‌های جدید دانشمندان

چالش‌های تولیدمثل در محیط فضایی

یک مطالعه جدید و مهم نشان می‌دهد که اسپرم پستانداران، از جمله انسان، موش و خوک، در شرایط ریزگرانش با موانع جدی برای رسیدن به تخمک و لقاح مواجه می‌شوند. حتی در صورت موفقیت لقاح، جنین‌های حاصله در مقایسه با جنین‌هایی که در شرایط گرانش طبیعی رشد می‌کنند، از رشد ضعیف‌تری برخوردارند. این یافته که از دانشگاه آدلاید استرالیا منتشر شده، تأکید می‌کند که تولیدمثل پستانداران در فضا می‌تواند بسیار دشوار و حتی غیرممکن باشد.

برخی مطالعات قبلی، هرچند با نتایج جذاب، ادعا کرده بودند که نوزادان موش از سلول‌های بنیادی که ماه‌ها در فضا بوده‌اند، متولد شده‌اند. با این حال، غالب تحقیقات پیشین، چه در فضا و چه در شبیه‌سازهای ریزگرانش روی زمین، تأثیرات منفی گسترده محیط فضایی بر سلول‌های تولیدمثلی و جنین‌ها را به اثبات رسانده‌اند.

نیکول مک فرسون، زیست‌شناس تولیدمثل از دانشگاه آدلاید استرالیا و نویسنده ارشد این پژوهش، بر این باور است که با توجه به آینده اکتشافات فضایی و سکونتگاه‌های انسانی در فضا، توجه به توانایی تولیدمثل در این محیط‌ها حیاتی است. او معتقد است که بسیاری از محققان این جنبه اساسی را نادیده می‌گیرند.

آزمایش‌های پیشگامانه و نتایج شگفت‌انگیز

مک فرسون، که پیش از این در زمینه تأثیر چاقی و رژیم غذایی بر بارداری تحقیق کرده بود، پس از تماشای مستندی درباره فضا و گفتگویی با همسرش، به امکان تولیدمثل در فضا علاقه‌مند شد. این علاقه منجر به ایده‌پردازی یک آزمایش پژوهشی منحصر به فرد گردید.

او با استفاده از یک کلینوستات سه‌بعدی، دستگاهی پیشرفته که با چرخش حول دو محور، ریزگرانش را شبیه‌سازی می‌کند و سلول‌ها را نسبت به موقعیتشان در فضا گیج می‌کند، آزمایش‌های خود را آغاز کرد. در این آزمایش، سامانه‌ای طراحی شد که در یک بخش آن سلول‌های اسپرم انسان، موش و خوک و در بخش دیگر سلول‌های تخمک قرار داشتند که توسط یک کانال باریک شبیه‌ساز دستگاه تولیدمثل ماده از هم جدا شده بودند.

• کاهش 30 درصدی موفقیت اسپرم: نتایج نشان داد که در شرایط ریزگرانش، 30 درصد اسپرم کمتری نسبت به شرایط جاذبه طبیعی موفق به رسیدن به تخمک شدند.
• نقش حیاتی جاذبه: دانشمندان می‌دانند که اسپرم برای یافتن مسیر خود به سمت تخمک به سیگنال‌های شیمیایی و همچنین جاذبه متکی است. مک فرسون توضیح می‌دهد که اسپرم‌ها تمایل دارند نزدیک سطوح شناور باشند و برای تشخیص موقعیت سطح، جاذبه یک عنصر ضروری است.

تأثیر جاذبه بر رشد جنین

چالش اسپرم‌ها تنها بخشی از ماجرا بود. هنگامی که اسپرم‌ها موفق به لقاح شدند، جنین‌های اولیه (بلاستوسیت‌ها) در ابتدا قوی‌تر از نمونه‌های رشد یافته در شرایط جاذبه به نظر می‌رسیدند. اما با ادامه قرارگیری در ریزگرانش، کیفیت این بلاستوسیت‌ها کاهش یافت و رشد جنین‌ها نسبت به همتایان خود در شرایط طبیعی عقب افتاد.

مک فرسون توضیح می‌دهد: «در 24 ساعت اول رشد جنین، تغییرات زیادی رخ می‌دهد، DNA مادر و پدر با هم ترکیب می‌شوند و تغییرات اپی‌ژنتیکی یا فراژن‌شناسی فراوانی شکل می‌گیرد تا رشد اولیه جنین را هدایت کند. قرار گرفتن در شرایط بی‌جاذبه در این مرحله، واقعاً آسیب‌رسان است.»

او اعتقاد دارد که کیفیت بالاتر اولیه جنین‌هایی که تنها پس از چهار ساعت در ریزگرانش شکل گرفته بودند، نتیجه فرآیند انتخاب طبیعی است که تنها به قوی‌ترین اسپرم‌ها اجازه رسیدن به تخمک را می‌دهد. اما کاهش کیفیت جنین‌هایی که تا 24 ساعت در ریزگرانش بودند، به احتمال زیاد به دلیل اثرات منفی فقدان جاذبه بر فرآیندهای حیاتی سلول‌های جنینی در حال تقسیم سریع رخ داده است.

آینده پژوهش و کاربردهای زمینی

پژوهشگران در آینده قصد دارند آزمایش‌های مشابهی را در محیط‌هایی با گرانش پایین‌تر، مانند ماه یا مریخ، انجام دهند تا بررسی کنند آیا گرانش جزئی می‌تواند اثرات منفی ریزگرانش را کاهش دهد یا خیر. این نتایج نه تنها برای تحقق رویای سکونتگاه‌های فضایی اهمیت دارند، بلکه برای گردشگری فضایی تجاری و حتی نوزادانی که ممکن است در ماه‌عسل‌های فضایی متولد شوند نیز کاربردی هستند.

همچنین، فرآیند انتخاب طبیعی که پس از قرارگیری کوتاه‌مدت در ریزگرانش منجر به شکل‌گیری جنین‌های قوی‌تر می‌شود، می‌تواند به پیشرفت تکنیک‌های IVF انسانی کمک کرده و درمان ناباروری روی زمین را بهبود بخشد. در مراحل بعدی، پژوهشگران می‌خواهند جنین‌ها را در معرض دوره‌های طولانی‌تر ریزگرانش قرار دهند تا درک عمیق‌تری از فرآیندهای حیاتی که در شرایط شبیه فضا رخ می‌دهند، به دست آورند.