Dengan cadangan misi ke Marikh dan rancangan untuk mendirikan pos di Bulan dalam beberapa dekad yang akan datang, terdapat beberapa persoalan mengenai kesan masa yang dihabiskan di angkasa atau planet lain pada tubuh manusia. Di luar rentang pertanyaan normal mengenai pengaruh radiasi dan g-g yang rendah pada otot, tulang, dan organ kita, ada juga pertanyaan tentang bagaimana perjalanan ruang angkasa dapat mempengaruhi kemampuan kita untuk menghasilkan semula.
Awal minggu ini - pada hari Isnin, 22 Mei - sekumpulan penyelidik Jepun mengumumkan penemuan yang dapat menjelaskan persoalan ini. Dengan menggunakan sampel sperma tikus yang dibekukan dengan beku, pasukan ini dapat menghasilkan sejumlah besar tikus bayi yang sihat. Sebagai sebahagian daripada kajian kesuburan, sperma tikus telah menghabiskan sembilan bulan di Stesen Angkasa Antarabangsa (antara 2013 dan 2014). Persoalan sebenarnya sekarang, adakah hal yang sama dapat dilakukan untuk bayi manusia?
Kajian ini diketuai oleh, seorang penyelidik pelajar di Pusat Bioteknologi Lanjutan Universiti Yamanashi. Seperti yang dijelaskan oleh dia dan rakan-rakannya dalam kajian mereka - yang baru-baru ini diterbitkan di Prosiding Akademi Sains Kebangsaan - teknologi pembiakan yang dibantu akan diperlukan sekiranya manusia berhasrat untuk tinggal di ruang angkasa jangka panjang.
Oleh itu, kajian yang menangani kesan hidup di angkasa terhadap pembiakan manusia diperlukan terlebih dahulu. Ini perlu menangani kesan mikrograviti (atau graviti rendah) terhadap kesuburan, kemampuan manusia untuk hamil, dan perkembangan anak-anak. Dan yang lebih penting, mereka perlu menangani salah satu bahaya terbesar menghabiskan masa di ruang angkasa - iaitu ancaman yang ditimbulkan oleh sinaran suria dan kosmik.
Untuk bersikap adil, seseorang tidak perlu pergi jauh untuk merasakan kesan radiasi ruang. ISS secara berkala menerima lebih dari 100 kali jumlah radiasi yang dilakukan oleh permukaan bumi, yang boleh mengakibatkan kerosakan genetik jika perlindungan yang mencukupi tidak ada. Pada badan Suria lain - seperti Marikh dan Bulan, yang tidak mempunyai magnetosfera pelindung - keadaannya serupa.
Walaupun kesan radiasi pada orang dewasa telah dikaji secara meluas, kemungkinan kerosakan yang mungkin disebabkan oleh keturunan kita belum. Bagaimana sinaran suria dan kosmik dapat mempengaruhi kemampuan kita untuk membiak, dan bagaimana sinaran ini dapat mempengaruhi anak-anak ketika mereka masih dalam kandungan, dan setelah mereka dilahirkan? Berharap untuk mengambil langkah pertama dalam menangani persoalan ini, Wakayama dan rakannya memilih spermatozoa tikus.
Mereka secara khusus memilih tikus kerana mereka adalah spesies mamalia yang membiak secara seksual. Seperti yang dijelaskan oleh Sayaka Wakayama Space Magazine melalui e-mel:
“Sejauh ini, hanya ikan atau salamander yang diperiksa untuk pembiakan di ruang angkasa. Walau bagaimanapun, spesies mamalia sangat berbeza berbanding dengan spesies tersebut, seperti lahir dari ibu (viviparity). Untuk mengetahui sama ada pembiakan mamalia mungkin atau tidak, kita mesti menggunakan spesies mamalia untuk percubaan. Walau bagaimanapun, spesies mamalia seperti tikus atau tikus sangat sensitif dan sukar dijaga oleh angkasawan di ISS, terutama untuk kajian pembiakan. Oleh itu, kami [belum menjalankan kajian ini] hingga sekarang. Kami merancang untuk melakukan lebih banyak eksperimen seperti kesan mikrograviti untuk perkembangan embrio. "
Sampel tersebut menghabiskan masa selama sembilan bulan di ISS, dan pada masa itu sampel tersebut disimpan pada suhu tetap -95 ° C (-139 ° F). Semasa pelancaran dan pemulihan, mereka berada pada suhu bilik. Setelah diambil, Wakayama dan pasukannya mendapati bahawa sampel telah mengalami sedikit kerosakan,.
"Sperma yang diawetkan di angkasa mengalami kerosakan DNA walaupun hanya setelah 9 bulan oleh radiasi ruang," kata Wakayama. "Namun, kerusakan itu tidak kuat dan dapat diperbaiki ketika disenyawakan dengan kapasitas oosit. Oleh itu, kita dapat memperoleh keturunan yang normal dan sihat. Ini menunjukkan kepada saya bahawa kita mesti mengkaji kesannya apabila sperma dipelihara untuk jangka masa yang lebih lama. "
Selain dapat diperbaiki, sampel sperma masih dapat menyuburkan embrio tikus (setelah mereka dibawa kembali ke Bumi) dan menghasilkan keturunan tikus, yang semuanya tumbuh hingga matang dan menunjukkan tahap kesuburan yang normal. Mereka juga menyatakan bahawa kadar persenyawaan dan kelahiran serupa dengan kumpulan kawalan, dan hanya terdapat perbezaan genomik kecil antara mereka dan tikus yang dibuat menggunakan sperma ujian.
Dari semua ini, mereka menunjukkan bahawa walaupun terdedah kepada radiasi ruang boleh merosakkan DNA, ia tidak akan mempengaruhi pengeluaran keturunan yang layak (sekurang-kurangnya dalam jangka waktu sembilan bulan). Lebih-lebih lagi, hasilnya menunjukkan bahawa manusia dan binatang peliharaan dapat dihasilkan dari spermatozoa yang diawetkan di angkasa, yang sangat berguna ketika menjajah ruang dan planet lain.
Seperti yang Wakayama katakan, penyelidikan ini berdasarkan amalan persenyawaan yang sudah ada di Bumi, dan menunjukkan bahawa amalan yang sama dapat digunakan di angkasa:
"Subjek utama kami adalah pembiakan haiwan domestik. Dalam keadaan semasa di tanah, banyak haiwan dilahirkan dari memelihara spermatozoa. Terutama di Jepun, 100% lembu susu lahir dari sperma yang diawetkan kerana alasan ekonomi dan pembiakan. Kadang kala, sperma yang disimpan lebih dari 10 tahun digunakan untuk menghasilkan lembu. Sekiranya manusia tinggal di angkasa selama bertahun-tahun, hasilnya menunjukkan bahawa kita dapat makan daging lembu di ruang itu. Untuk tujuan itu, kami melakukan kajian ini. Bagi manusia, penemuan kami mungkin akan membantu pasangan yang tidak subur. "
Penyelidikan ini juga membuka jalan untuk ujian tambahan yang ingin mengukur kesan radiasi ruang pada ova dan sistem pembiakan wanita. Ujian ini bukan sahaja dapat memberi tahu kita banyak tentang bagaimana masa di ruang angkasa dapat mempengaruhi kesuburan wanita, tetapi juga boleh memberi implikasi serius terhadap keselamatan angkasawan. Seperti yang dinyatakan oleh Ulrike Luderer, seorang profesor perubatan di University of California dan salah seorang pengarang bersama di dalam kertas tersebut dalam satu kenyataan kepada AFP:
"Jenis pendedahan ini boleh menyebabkan kegagalan ovari awal dan barah ovari, serta osteoporosis lain, penyakit kardiovaskular dan penyakit neurokognitif seperti Alzheimer. Separuh angkasawan di kelas angkasawan baru NASA adalah wanita. Oleh itu, sangat penting untuk mengetahui apa kesan kesihatan kronik bagi wanita yang terdedah kepada radiasi ruang dalam jangka panjang. "
Walau bagaimanapun, masalah yang berlanjutan dengan jenis ujian ini dapat membezakan antara kesan mikrograviti dan radiasi. Pada masa lalu, penelitian telah dilakukan yang menunjukkan bagaimana paparan terhadap mikrogravitasi simulasi dapat mengurangi kapasitas perbaikan DNA dan menyebabkan kerusakan DNA pada manusia. Kajian lain telah mengangkat isu interaksi antara keduanya, dan bagaimana eksperimen lebih lanjut diperlukan untuk menangani kesan tepat dari masing-masing.
Di masa depan, mungkin membezakan antara keduanya dengan meletakkan sampel spermatazoa dan ova dalam torus yang mampu mensimulasikan graviti Bumi (1 g). Begitu juga, modul terlindung dapat digunakan untuk mengasingkan kesan graviti mikro rendah atau bahkan. Di luar itu, kemungkinan ada ketidakpastian yang berlanjutan sehingga bayi dilahirkan di angkasa, atau di persekitaran bulan atau Martian.
Dan tentu saja, kesan jangka panjang pengurangan graviti dan radiasi terhadap evolusi manusia masih belum dapat dilihat. Kemungkinan besar, itu tidak akan jelas bagi generasi yang akan datang, dan memerlukan kajian pelbagai generasi kanak-kanak yang lahir dari Bumi untuk melihat bagaimana mereka dan keturunan mereka berbeza.
