Η έλλειψη βαρύτητας φαίνεται πως δυσκολεύει τη γονιμοποίηση, σύμφωνα με νέα επιστημονική μελέτη. Όταν οι επιστήμονες εξέτασαν σπέρμα και ωάρια σε συνθήκες προσομοιωμένης μικροβαρύτητας, διαπίστωσαν ότι το περιβάλλον αυτό επηρέαζε αρνητικά την κίνηση του σπέρματος, τη γονιμοποίηση και την ανάπτυξη των εμβρύων. Τα ευρήματα εγείρουν σοβαρά ερωτήματα για το μέλλον της ανθρώπινης αναπαραγωγής στο Διάστημα.

Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Communications Biology, βασίστηκε σε πειράματα με ανθρώπινα, ποντικίσια και χοιρινά κύτταρα. Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι το σπέρμα αποπροσανατολιζόταν, τα ωάρια ποντικών εμφάνιζαν μικρότερα ποσοστά επιτυχούς γονιμοποίησης, ενώ τα έμβρυα χοίρων παρουσίαζαν καθυστερήσεις στην ανάπτυξη.

Τα αποτελέσματα αυτά έχουν σημαντικές επιπτώσεις για τη δημιουργία μόνιμης ανθρώπινης παρουσίας εκτός Γης. Όπως σημειώνουν οι ερευνητές, η μακροπρόθεσμη εγκατάσταση στη Σελήνη ή στον Άρη δεν εξαρτάται μόνο από την επιβίωση των αστροναυτών, αλλά και από το κατά πόσο θα είναι εφικτή η ανθρώπινη αναπαραγωγή σε τέτοιες συνθήκες.

Η επίδραση της μικροβαρύτητας στο σπέρμα

Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η μικροβαρύτητα μπορεί να μειώσει την παραγωγή οιστρογόνων και τον αριθμό σπερματοζωαρίων στα ποντίκια. Ωστόσο, οι κυτταρικοί μηχανισμοί που εμπλέκονται στη διαδικασία αυτή δεν ήταν πλήρως κατανοητοί.

Για να προσομοιώσουν τη μικροβαρύτητα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια συσκευή που ονομάζεται clinostat. Η συσκευή αυτή περιστρέφει συνεχώς τα κύτταρα προς όλες τις κατευθύνσεις, εξουδετερώνοντας ουσιαστικά τη δύναμη της βαρύτητας. Όπως εξήγησε η ερευνήτρια Nicole McPherson από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας, «από την οπτική γωνία των κυττάρων, δεν υπάρχει σταθερό “πάνω” ή “κάτω” – βιώνουν μια συνεχή ελεύθερη πτώση, όπως ακριβώς στο Διάστημα».

Στα πειράματα, προστέθηκε ανθρώπινο και ποντικίσιο σπέρμα σε μικρο-λαβύρινθους που μιμούνταν το γυναικείο αναπαραγωγικό σύστημα. Σε συνθήκες μικροβαρύτητας, λιγότερα σπερματοζωάρια κατάφεραν να ολοκληρώσουν τη διαδρομή σε σχέση με εκείνα που κινούνταν υπό την επίδραση της γήινης βαρύτητας.

Η McPherson εξήγησε ότι «πολλές από τις πρωτεΐνες του σπέρματος λειτουργούν ως μηχανοϋποδοχείς που αντιλαμβάνονται φυσικές δυνάμεις. Όταν αφαιρείται η βαρύτητα, αυτοί οι αισθητήρες απορρυθμίζονται, επηρεάζοντας την ικανότητα προσανατολισμού και κίνησης των κυττάρων».

Υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο γυναικείος οργανισμός εκκρίνει την ορμόνη προγεστερόνη μετά την ωορρηξία, καθοδηγώντας το σπέρμα προς το ωάριο. Οι ερευνητές πρόσθεσαν την ορμόνη αυτή στο σύστημά τους, ώστε να ενισχύσουν τις πιθανότητες επιτυχούς γονιμοποίησης σε μικροβαρύτητα. Αν και σημειώθηκε κάποια βελτίωση, οι συγκεντρώσεις που απαιτήθηκαν ήταν πολύ υψηλότερες από τις φυσιολογικές, γεγονός που δείχνει ότι χρειάζεται περαιτέρω έρευνα για λόγους ασφάλειας και αποτελεσματικότητας.

Μειωμένη γονιμοποίηση και καθυστερήσεις ανάπτυξης

Στο επόμενο στάδιο, οι επιστήμονες εξέτασαν τη γονιμοποίηση και την εμβρυϊκή ανάπτυξη σε ωάρια ποντικών και χοίρων. Τα αποτελέσματα έδειξαν μείωση έως και 30% στα ποσοστά επιτυχούς γονιμοποίησης στα ποντίκια και περίπου 15% στους χοίρους.

Έξι ημέρες μετά τη γονιμοποίηση, τα έμβρυα των χοίρων παρουσίαζαν σημάδια καθυστέρησης στην ανάπτυξη. Όπως επεσήμανε η McPherson, «μετά τη γονιμοποίηση, το έμβρυο πρέπει να εμφυτευθεί στο τοίχωμα της μήτρας —μια διαδικασία που εξαρτάται από βαρυτικά ερεθίσματα. Η μικροβαρύτητα μπορεί να διαταράξει οποιοδήποτε από τα στάδια αυτά».

Αν και τα ευρήματα αυτά θέτουν εμπόδια για την προοπτική αποικισμού άλλων πλανητών, προσφέρουν πολύτιμες γνώσεις για τον ρόλο της βαρύτητας στη δημιουργία και την εξέλιξη της ζωής στη Γη.

«Από τη στιγμή που ένα σπερματοζωάριο ξεκινά το ταξίδι του έως την αρχή της εμβρυϊκής ανάπτυξης, η βαρύτητα φαίνεται να παίζει καθοριστικό ρόλο», τόνισε η McPherson. «Η βαρύτητα δεν αποτελεί απλώς το σκηνικό της ζωής· είναι εγγενές στοιχείο των βιολογικών διαδικασιών που τη δημιουργούν».