حيوانات منوية لفئران مجمدة دارت حول الكوكب لما يقرب من ست سنوات على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) ، ولدت “صغار الفضاء” منها .. وفقًا لدراسة جديدة.
هذه أخبار جيدة لأن الإشعاع المدمر للحمض النووي على محطة الفضاء الدولية أقوى بأكثر من 100 مرة من الإشعاع الموجود على الأرض. خارج محطة الفضاء الدولية ، التي لا تزال محمية من بعض الإشعاع بواسطة المجال المغناطيسي لكوكبنا ، يكون الإشعاع أقوى.
كتب المؤلفون في الورقة البحثية: “من المهم جدًا دراسة تأثيرات إشعاع الفضاء ليس فقط على الكائنات الحية ولكن أيضًا على الأجيال القادمة قبل حلول” عصر الفضاء “.
“الإشعاع الفضائي قد يسبب تلف الحمض النووي للخلايا وقلقًا على وراثة الطفرات في النسل بعد استكشاف الفضاء السحيق.”
إذا كانت الحيوانات المنوية البشرية مرنة بالمثل في الفضاء ، وإذا أصبحت الأرض غير صالحة للعيش في المستقبل ، فمن المحتمل أن تلعب الحيوانات المنوية المجففة بالتجميد دورًا في إعادة تكاثر مستعمرات الفضاء.
نظرًا لأن تغير المناخ والمستقبل المروع المحتمل يدفعان البشر إلى النظر إلى ما وراء حدود كوكبنا إلى كواكب أو أقمار محتملة للعيش في الفضاء ، يحاول الباحثون فهم ما إذا كان إشعاع الفضاء سيضر بالحمض النووي للثدييات والحيوانات الأخرى ويجعل من المستحيل التكاثر و ابق الانسانية على قيد الحياة.
نمت الأجنة بشكل طبيعي في المختبر بعد الإخصاب بالحيوانات المنوية التي تم تجميدها وتجفيفها وتخزينها في الفضاء. يتم رؤيتهم هنا في مرحلة من ثماني خلايا.
كتب المؤلفون أنه لا توجد طريقة سهلة لدراسة الآثار طويلة المدى للإشعاع الفضائي على المواد البيولوجية.
من الصعب إحضار حيوانات أو خلايا حية إلى محطة الفضاء الدولية ، أقرب مركز فضاء لمثل هذا البحث ، لأن هذه الخلايا تحتاج إلى صيانة مستمرة.
وفقًا للصحيفة ، فإن معظم الدراسات التي أجريت حول تأثيرات الإشعاع الفضائي لم يتم إجراؤها في الفضاء ولكن في ظروف تحاكي الفضاء.
هذا يمثل تحديًا لأن الإشعاع الفضائي يتضمن أنواعًا عديدة من الجسيمات النشطة – مثل الرياح الشمسية ، والأشعة الكونية الشمسية ، والأشعة الكونية المجرية – التي لا يمكن إعادة إنتاجها على الأرض.
في الدراسة الجديدة ، اكتشف باحثون يابانيون طريقة جديدة لدراسة الإشعاع على الحيوانات المنوية للثدييات.
قام الباحثون بتجفيف الحيوانات المنوية في الفئران ، وهي تقنية سمحت بالحفاظ على الحيوانات المنوية في درجة حرارة الغرفة لأكثر من عام.
مكن ذلك الفريق من إطلاق الحيوانات المنوية إلى محطة الفضاء الدولية دون الحاجة إلى ثلاجة. كما أدى تجفيف الحيوانات المنوية إلى خفض تكاليف الإطلاق باستخدام أمبولات “خفيفة وصغيرة” لتخزين الحيوانات المنوية ، وفقًا للصحيفة.
تم إطلاقها إلى محطة الفضاء الدولية في أغسطس 2013 ، وبمجرد وصولها ، قام رواد الفضاء بتخزينها في ثلاجة عند درجة حرارة 139 درجة فهرنهايت تحت الصفر (ناقص 95 درجة مئوية).
عادت بعض العينات بعد تسعة أشهر ، وبعضها بعد عامين وتسعة أشهر ، وعادت آخر العينات بعد خمس سنوات و 10 أشهر – تم الاحتفاظ بأطول العينات البيولوجية في محطة الفضاء الدولية.
بعد تسعة أشهر ، وجد الباحثون ضررًا أكبر بقليل للحمض النووي لها ونواة الأمشاج الذكرية مقارنة بالضوابط الصحية ، لكن معدلات الإخصاب والولادة كانت متشابهة ، حسبما أفادوا في ورقة نُشرت في عام 2017 في Proceedings of the National Academy of Sciences.
تأثيرات الفضاء طويلة المدى
في الدراسة الجديدة ، فحص الباحثون بقية عينات الحيوانات المنوية.
لقد استخدموا ما يسمى “كاشفات المسار النووي البلاستيكية” ، وهي جهاز مكون من بوليمرات حساسة للجسيمات المشحونة ، و “قياس الجرعات المتوهجة بالحرارة” ، وهو جهاز يمتص الطاقة الإشعاعية ويحجزها لمعرفة كمية الإشعاع التي تمتصها الحيوانات المنوية.
ثم قاموا باختبار مقدار تلف الحمض النووي لنواة الحيوانات المنوية.
ووجدوا أن الحيوانات المنوية تمتص حوالي 0.61 مللي سيفرت / يوم. وبالمقارنة ، فإن حد وكالة ناسا لرواد الفضاء المعرضين للإشعاع في مدار أرضي منخفض يبلغ حوالي 50 ملي سيفرت / سنة ، أو 0.14 ملي سيفرت / يوم ، وفقًا لوكالة ناسا.
وجد الباحثون أن التخزين طويل المدى على متن محطة الفضاء الدولية لم يضر بشكل كبير بالحمض النووي في الحيوانات المنوية.
بعد إعادة ترطيبها ، قاموا بحقنها في إناث الفئران ووجدوا أن الفئران أنجبت ثمانية صغار صحية.
لم يُظهر هؤلاء الجراء أي اختلافات في التعبير الجيني مقارنةً بالضوابط – ثمانية صغار خرجوا من الحيوانات المنوية المحفوظة بنفس الطريقة على الأرض.
كتب المؤلفون: “حتى الآن ، هذه هي الطريقة الوحيدة التي تم استخدامها لفحص تأثير الإشعاع الفضائي على الجيل القادم”.
قام الباحثون أيضًا بضرب الحيوانات المنوية المجففة بالتجميد باستخدام الأشعة السينية على الأرض ووجدوا أنها المعرضة لمثل هذا الإشعاع يمكن أن تنتج صغارًا صحية.
لاحظ الباحثون أنه على الرغم من وجود اختلافات في تلف الحمض النووي الناجم عن الأشعة السينية مقابل الإشعاع الفضائي ، فإنهم يقدرون أنه يمكن الحفاظ على حيوانات الفئران المنوية المجففة بالتجميد في محطة الفضاء الدولية لأكثر من 200 عام قبل أن تصبح غير قابلة للحياة.
ومع ذلك ، لم يتضح بعد كيف ستترجم النتائج إلى أجنة بشرية.
أظهرت الحيوانات المنوية المجففة بالتجميد “تحملاً قوياً” لإشعاع الفضاء. يفترض المؤلفون أن هذا قد يكون بسبب نقص جزيئات الماء داخل الخلايا المجمدة. كتب الباحثون أنه يعتقد أن الإشعاع يتسبب في تلف الحمض النووي من خلال الجذور الحرة ، التي تنتج عندما تتفاعل الجزيئات النشطة مع جزيئات الماء داخل الخلايا.
ومع ذلك ، فإن محطة الفضاء الدولية ليست مثالًا رائعًا للفضاء السحيق لأنها لا تزال تدور داخل المجال المغناطيسي الوقائي للأرض. تشير الدراسة إلى أن إشعاع الجسيمات المؤين بكثافة من الفضاء السحيق قد يتسبب في مزيد من تلف الحمض النووي للخلايا.
وكتبوا أنه يمكن إعادة إنتاج مثل هذه التجارب في ، على سبيل المثال ، بوابة المنصة المدارية القمرية التي تخطط لها ناسا ، وهي محطة غير مأهولة تدور حول القمر.
علاوة على ذلك ، إذا تبين أن هذه الطريقة طريقة موثوقة للحفاظ على الحيوانات المنوية أو الخلايا الجرثومية ، “في المستقبل البعيد ، يمكن أن يكون التخزين تحت الأرض على سطح القمر ، كما هو الحال في أنابيب الحمم البركانية ، من بين أفضل الأماكن للحفظ لفترات طويلة أو دائمة بسبب من درجات حرارة منخفضة للغاية ، وحمايتها من الإشعاع الفضائي بواسطة طبقات صخرية سميكة ، وعزل كامل عن أي كوارث على الأرض ، “كتب الباحثون.
“هذه الاكتشافات ضرورية ومهمة للبشرية للتقدم في عصر الفضاء.”
نُشرت النتائج يوم الجمعة (11 يونيو) في مجلة Science Advances.
المصدر Science Alert
اقرأ أيضا عن عظماء قرود افريقيا حذر العلماء من أنه لن يبقى لها أي موطن على الإطلاق قريبًا
