Διάστημα και αναπαραγωγή: Γιατί το σπέρμα «χάνει τον δρόμο του» εκτός Γης

Αν ο άνθρωπος θέλει κάποτε να ζήσει στη Σελήνη ή στον Άρη, θα πρέπει να απαντήσει σε ένα θεμελιώδες ερώτημα: μπορεί να δημιουργήσει ζωή μακριά από τη Γη; Μια νέα μελέτη δείχνει ότι η απάντηση είναι πολύ πιο περίπλοκη απ' όσο πιστεύαμε.

Γιατί το σπέρμα χάνει τον δρόμο του

Σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στην Αυστραλία, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η μικροβαρύτητα επηρεάζει καθοριστικά τη λειτουργία των σπερματοζωαρίων. Αν και αυτά συνεχίζουν να κινούνται, φαίνεται να «χάνουν τον προσανατολισμό τους», με αποτέλεσμα να μειώνεται σημαντικά η ικανότητά τους να φτάσουν στο ωάριο. Το φαινόμενο αυτό οδηγεί σε χαμηλότερα ποσοστά γονιμοποίησης, ενώ η παρατεταμένη έκθεση σε τέτοιες συνθήκες επηρεάζει και την ποιότητα, αλλά και την επιβίωση των εμβρύων.

Τα δεδομένα είναι ενδεικτικά: σε περιβάλλον μικροβαρύτητας, σπερματοζωάρια ανθρώπων και ποντικών εμφανίζονται έως και 50% λιγότερο αποτελεσματικά στην «πλοήγηση» μέσα σε ένα σύστημα που προσομοιώνει το γυναικείο αναπαραγωγικό σύστημα. Στην περίπτωση των ωαρίων ποντικών, αυτό μεταφράζεται σε μείωση της αναπαραγωγικής ικανότητας σχεδόν κατά 30%, ενώ καταγράφονται και επιπλοκές στα πρώιμα στάδια ανάπτυξης των εμβρύων.

Τα ευρήματα δεν προκαλούν έκπληξη στους επιστήμονες. Το ανθρώπινο σώμα έχει εξελιχθεί επί εκατομμύρια χρόνια ώστε να λειτουργεί υπό τις συνθήκες βαρύτητας της Γης, και η απομάκρυνσή του από αυτό το περιβάλλον επηρεάζει αναπόφευκτα βασικές βιολογικές λειτουργίες.

Το ζήτημα αποκτά ιδιαίτερη σημασία σε μια περίοδο όπου τα μεγάλα διαστημικά προγράμματα επανέρχονται δυναμικά. Οι Ηνωμένες Πολιτείες, μέσω του προγράμματος Artemis της NASA, σχεδιάζουν την επιστροφή ανθρώπων στη Σελήνη μέσα στα επόμενα χρόνια, ενώ αντίστοιχες φιλοδοξίες έχει εκφράσει και η Κίνα.

Ο ρόλος της μικροβαρύτητας

Όπως επισημαίνει η επικεφαλής της μελέτης, ειδική στην αναπαραγωγή Νικόλ Μακφέρσον από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας, η δυνατότητα αναπαραγωγής εκτός Γης αποτελεί βασική προϋπόθεση για οποιαδήποτε μορφή διαστημικού εποικισμού. Και αυτό δεν αφορά μόνο τον άνθρωπο, αλλά και τα ζώα και τα φυτά που θα μπορούσαν να στηρίξουν ένα αυτόνομο οικοσύστημα.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση Communications Biology, είναι η πρώτη που αναδεικνύει τόσο καθαρά τον ρόλο της βαρύτητας στην ικανότητα του σπέρματος να εντοπίζει το ωάριο. Όπως εξηγεί η Μακφέρσον, η κινητικότητα των σπερματοζωαρίων δεν επηρεάζεται - το πρόβλημα εντοπίζεται στην «πλοήγηση».

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι πρωτεΐνες στην επιφάνεια του σπέρματος λειτουργούν ως μηχανοαισθητήρες, δηλαδή ως δομές που αντιλαμβάνονται φυσικές δυνάμεις όπως η βαρύτητα. Όταν αυτή η δύναμη απουσιάζει, οι μηχανισμοί προσανατολισμού φαίνεται να απορρυθμίζονται. «Είναι σαν να προσπαθείς να βρεις τον δρόμο σου σε έναν λαβύρινθο με δεμένα τα μάτια», σημειώνει χαρακτηριστικά.

Η ορμόνη που «δείχνει» τον δρόμο

Υπάρχει, ωστόσο, μια ένδειξη ότι το φαινόμενο ίσως μπορεί να αντιμετωπιστεί. Η προσθήκη προγεστερόνης - μιας ορμόνης που φυσιολογικά απελευθερώνεται κατά την ωορρηξία και λειτουργεί ως «σήμα κατεύθυνσης» για το σπέρμα - βοήθησε μέρος των σπερματοζωαρίων να ξεπεράσουν τις επιπτώσεις της μικροβαρύτητας. Παρόμοια αποτελέσματα καταγράφηκαν και σε πειράματα με σπερματοζωάρια χοίρων.

Το βασικό συμπέρασμα της έρευνας είναι σαφές: η αναπαραγωγή στο διάστημα ενδέχεται να αποδειχθεί πολύ πιο σύνθετη απ’ ό,τι θεωρούνταν μέχρι σήμερα. Και, όπως τονίζουν οι επιστήμονες, οι δυσκολίες δεν εντοπίζονται σε ένα μόνο στάδιο, αλλά διατρέχουν ολόκληρη τη διαδικασία - από τη γονιμοποίηση έως την ανάπτυξη του εμβρύου.

Με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ