Ученые оценили, смогут ли люди размножаться за пределами Земли

Мечты о создании постоянных поселений на Луне и Марсе упираются не только в ракеты, системы жизнеобеспечения и защиту от радиации. Одним из самых сложных вопросов остается возможность безопасного зачатия, беременности и рождения здоровых детей в космосе. К такому выводу пришли авторы нового обзорного исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Space Technologies, сообщает new-science.ru.

Ученые отмечают, что за более чем 60 лет пилотируемой космонавтики ни один человек никогда не зачинал и не вынашивал ребенка в космосе. Поэтому почти все современные знания основаны на экспериментах с животными, включая рыб, лягушек, птиц, мышей и крыс. Результаты этих исследований показывают неоднозначную картину. Некоторые виды успешно размножались на орбите. Например, японские медаки стали первыми позвоночными, у которых оплодотворение прошло в условиях космоса с эффективностью, сопоставимой с земной.

Однако у ряда животных исследователи также обнаружили нарушения эмбрионального развития, указывающие на влияние космической среды. Особенно сложной оказалась ситуация у млекопитающих. Эксперименты показывают, что оплодотворение возможно, однако развитие ранних эмбрионов нередко замедляется.

Ученые фиксировали снижение образования бластоцист, уменьшение числа успешных родов, изменения активности генов и повреждения ДНК под воздействием космической радиации. При этом некоторые результаты оказались обнадживающими. Выращенные на борту Международной космической станции эмбрионы мышей в отдельных экспериментах нормально развивались до стадии бластоцисты. Кроме того, высушенная и хранившаяся несколько месяцев на орбите сперма мышей после возвращения на Землю позволила получить здоровое потомство.

Напомним: по словам ученых, генетически и физиологически мыши очень близки к человеку. Удивительно, но 95 процентов генов, кодирующих белки, у нас одинаковы. Кроме того, они одни из самых изученных лабораторных животных в мире: накоплен колоссальный объем данных, их геном полностью расшифрован. И это значительно облегчает интерпретацию результатов космических экспериментов.

Дополнительную тревогу вызывают данные о возможных эпигенетических изменениях. Эксперименты на мышах позволяют предположить, что космический полет способен влиять на регуляцию работы генов в половых клетках, а часть этих изменений потенциально может передаваться потомству. Однако долгосрочные последствия пока неизвестны.

Беременность в космосе может оказаться еще более сложной задачей. Авторы предлагают создать специальные орбитальные исследовательские платформы, где можно будет изучать влияние различных уровней гравитации - земной, лунной или марсианской - на процессы размножения и развития до начала подобных экспериментов с участием людей. Значительную роль в будущих исследованиях, по мнению ученых, сможет сыграть искусственный интеллект. Они предлагают использовать так называемых "цифровых двойников" - компьютерные модели, которые объединят биологические, физиологические и экологические данные для прогнозирования развития эмбрионов, беременности и роста детей в различных космических условиях.

Как отмечается, самой футуристической частью обзора стала концепция Synthetic Reproductive Adaptive Enhancement Technology (SRAET). Она предполагает создание полностью автоматизированных систем, объединяющих искусственные матки, современные репродуктивные технологии, биосенсоры, искусственный интеллект и методы моделирования развития организма для обеспечения зачатия и вынашивания ребёнка в контролируемой среде за пределами Земли.

Авторы подчеркивают: подобные идеи пока остаются исключительно теоретическими.

"На сегодняшний день говорить о рождении человека в космосе абсолютно преждевременно, - говорил "РГ" директор Института медико-биологических проблем РАН академик Олег Орлов. - Причем в первую очередь с морально-этической точки зрения. Целый ряд экспериментальных данных, как наших, так и зарубежных, свидетельствует: процессы созревания половых клеток, оплодотворения, первых делений, дробления вплоть до имплантации претерпевают изменения при действии факторов космического полета. И если действие ионизирующего излучения на эти стадии развития изучено достаточно хорошо, хотя и не всеобъемлюще, то влияние невесомости практически неизвестно".

Однако рано или поздно человечество начнет осваивать другие тела Солнечной системы и вопрос поддержания популяции, естественно, возникнет. Поэтому ученые уже сегодня работают в этом направлении. Ищут возможные пути предотвращения изменений в ряду поколений для сохранения нашего вида даже в условиях других планет.

Между тем

Надо сказать, что "половыми" проблемами в космосе ученые разных стран занимаются уже много лет. Помощники здесь - те же крысы, птицы, мухи, рыбки. Возможно ли зачатие? Возможны ли роды среди звезд? Вопросов много. И их еще больше, учитывая планы пилотируемых полетов на Луну и Марс, строительства поселений на других планетах.

Впервые проблема репродукции - а проще размножения живых организмов в космосе - возникла, как только встал вопрос о создании биологических систем жизнеобеспечения на орбитальных станциях. Тогда задача была чисто утилитарная: если космонавты научились выращивать пшеницу в бортовых оранжереях, то почему, скажем, птицы не могут служить источником получения таких высококалорийных продуктов, как яйца? Выбор, в частности, пал на перепелов.

В 1978 году был пробный "перепелиный запуск" на биоспутнике "Космос-1129". Получилось не очень: почти все яйца при возвращении разбились. Тем не менее эмбрионы в руки ученых попали. Стало ясно: зарождение на орбите возможно.

В 90-м - первая победа: на борту станции "Мир" вывелись восемь перепелят. Но они быстро погибли. А в 1999 году удача наконец улыбнулась экипажу Виктора Афанасьева. С ним летали француз Жан-Пьер Эньере и словак Иван Белла. Словацкие специалисты сделали прекрасный транспортный инкубатор: туда заложили шестьдесят оплодотворенных яиц. Ученые хотели получить птенцов в космосе и постараться максимально сохранить их. На станцию доставили даже специальный блок для "новорожденных" - центрифугу. Она делала до 110 оборотов в минуту, создавая для перепелят привычную силу тяжести.

Но птенцы, которым удалось вылупиться, к условиям невесомости адаптироваться не смогли. А благополучно приземлились только три. В спускаемом аппарате оказалась слишком низкая температура - всего плюс 11. Тем не менее ученые получили поразительный результат: впервые в истории живые существа, родившиеся в космосе, вернулись на Землю.

Эксперимент "Перепел" продолжился и на Международной космической станции. Здесь в космическом инкубаторе "высиживались" 48 яиц японского перепела. Опыт проводил космонавт Олег Кононенко. Так, ученые пришли к выводу, что причина аномалии у вылупившихся перепелят - либо радиация, либо отсутствие гравитации. Кононенко нужно было проверить последнюю версию.

"Был разработан абсолютно новый инкубатор из двух частей: статичной и центрифуги с перегрузкой при вращении в одну единицу, - раскрыл подробности эксперимента в интервью "РГ" космонавт. - Ученые еще заметили, что на Земле перепелиха, высиживая яйца, раз в сутки обязательно их переворачивает. Поэтому моя задача была такой же. Раз в сутки я выключал центрифугу, поворачивал яйца, ставил маркеры. И в определенные дни доставал по шесть яиц из центрифуги и из статичной части, в каждом аккуратненько делал трещинку, чтобы ввести формальдегид. Так фиксировалось развитие эмбриона. Теперь можно сравнить, как он развивается в яйцах, находящихся в невесомости (статичная часть инкубатора) и без. Яйца помещал в специальный пенал и готовил на возврат. Все делалось в перчатках, что было архисложно".

Но до вылупления птенцов не дошло. "Это и не планировалось, - пояснил космонавт. - Хотя у меня было огромное желание. Но вылупились бы, и что? Чем кормить, где размещать? Я человек ответственный. Мне самому интересно, какие будут результаты".

Кстати, еще в 2019 году появилась новость, от которой, если честно, впору впасть в ступор: американский стартап собирался послать женщину на последних сроках беременности в космос. Как отмечала тогда The Daily Mail, компанию, исследующую условия воспроизводства человека на орбите, интересуют сами роды: это миссия на 24-36 часов. Предположительная дата - 2031 год. Роды предполагалось проводить на так называемой низкой орбите - до 2000 километров. Чтобы стать участницей программы, у "космонавтки" должен быть опыт двух безупречных родов и высокая природная устойчивость к радиации. Судя по заявлениям, в проекте собирались задействовать около 30 будущих мам. Оговаривалось: каждая может в любой момент отказаться от участия…