Ученые заявили о том, что оплодотворение людей и животных в условиях невесомости невозможно. Изучая сперматозоиды и яйцеклетки в условиях имитированной микрогравитации, ученые обнаружили, что эта среда затрудняет навигацию сперматозоидов, оплодотворение и развитие эмбрионов, создавая серьезные проблемы для будущего освоения космоса, сообщает Live Science.
Исследование провели на людях, мышах и свиньях. Оно показало, что в условиях микрогравитации сперматозоиды дезориентировались, яйцеклетки мышей оплодотворялись менее успешно, а у эмбрионов свиней было больше задержек в развитии.
[see_also ids="668826"]
И эти результаты имеют важное значения для освоения планет за пределами Земли. Долгосрочные поселения, запланированные на Луне и Марсе, зависят не только от выживания астронавтов, но и от того, смогут ли люди в конечном итоге там размножаться.
Предыдущие исследования показали, что микрогравитация может ухудшать выработку эстрогена и снижать количество сперматозоидов у мышей. Но что происходит на клеточном уровне, когда сперматозоиды и яйцеклетки находятся в условиях, близких к невесомости, оставалось неясным.
Как рассказала старший автор исследования Николь Макферсон, исследовательница, возглавляющая группу биологии сперматозоидов и эмбрионов в Научно-исследовательском институте Робинсона при Университете Аделаиды, для имитации микрогравитации ученые использовали устройство, называемое клиностатом. Оно работает «путем непрерывного вращения клеток или образцов в нескольких направлениях, по сути, настолько быстро рандомизируя направление гравитационного притяжения, что клетки никогда не успевают стабилизироваться или сориентироваться».
«С точки зрения клетки, нет постоянного направления «вверх» или «вниз», она испытывает своего рода непрерывное свободное падение, которое очень точно имитирует то, что испытывают живые клетки в невесомости космоса», - добавила она.
Ученые добавили сперматозоиды человека и мыши в небольшие лабиринты, разработанные для имитации женского репродуктивного тракта. В обоих случаях в условиях микрогравитации сперматозоиды хуже преодолевали лабиринт по сравнению с теми, которые двигались в условиях земной гравитации.
В нормальных условиях, при земном гравитационном притяжении, после овуляции женский репродуктивный тракт выделяет гормон прогестерон в качестве химического сигнала, помогающего сперматозоидам двигаться к яйцеклетке. Ученые добавили этот гормон в систему.
«Это в некоторой степени помогло, но концентрации, необходимые для достижения эффекта, были намного выше, чем те, которые естественным образом присутствуют в женском репродуктивном тракте», — сказала Макферсон.
Теоретически, чтобы преодолеть эту проблему, можно вводить дополнительные дозы гормона, но необходимы дополнительные исследования, которые покажут, насколько это безопасно.
Ученые также изучили процесс оплодотворения и развитие эмбрионов у мышей и свиней.
В условиях имитации микрогравитации вероятность успешного оплодотворения у мышей была на 30% ниже, а у свиней — примерно на 15% ниже по сравнению с условиями земной гравитации.
Результаты исследования очертили серьезные проблемы для будущих исследований космоса. Но они также позволяют ученым лучше понять, как гравитация влияет на развитие жизни на Земле.
Напомним, недавно NASA заявило о том, что отказывается от планов построить на орбите Луны станцию Gateway. Вместо этого оно сосредоточится на создании баз на поверхности спутника Земли.