若在太空中发生性行为,能繁衍后代吗? 未解决

wuliok 2月前 80

从美国航空航天局(NASA)50多年前的双子星计划中,我们了解到太空旅行可能对人体健康有害。科学家注意到,宇航员在进入太空不到两周后,骨密度减小了6%左右,并出现了肌肉萎缩的情况。这或许是太空中无处不在的宇宙射线导致的。宇宙射线的危害巨大,不仅会诱发癌症等疾病,还被证明会损伤DNA和神经系统。


太空,一个危机四伏的地方,即使是训练有素的宇航员,也会面临各种危险。那么胚胎、胎儿和新生儿,这些脆弱的幼小生命又该怎么办呢?首先,我们应该考虑的是:


太空会如何影响我们的生殖系统?

答案是未知的,科学家们甚至都不知道女性是否可以在太空受孕。


虽然在生理学上困难重重,但研究人员仍在试图回答这个关键的问题:如何在太空中创造健康的婴儿?


小鼠的太空受精危机

要在太空中繁殖,每一步都不容易。


据我们所知,没有人在太空发生过性行为。因为几乎没有引力,想要抓着你的伴侣都很困难,更别说让功能完善的精子和卵细胞相遇,然后擦出怀孕的火花了,这需要大量细胞完美的行动。


几十年来,科学家一直致力于破解在太空中生殖的奥秘。“太空竞赛”之后,为测试生物在地球之外的繁殖能力,鱼类、线虫、青蛙和蝾螈纷纷被带进太空轨道。令人惊讶的是,它们都能繁殖健康的后代。但是,仍然有障碍横在科学家面前。1979年,在一颗俄罗斯卫星上,雄性和雌性大鼠在18.5天的任务期内发生了令人惊讶的事情:它们要么未能成功受精,要么选择性地拒绝发生性行为,这种啮齿动物的禁欲行为在地球上几乎是闻所未闻的。随后,小鼠试验的结果同样引起了广泛的关注。


啮齿动物属哺乳动物,其解剖学、生理学和基因都与我们人类相似。西北大学生殖科学中心主任Teresa Woodruff说,小鼠与我们非常像,我们可以从它们的早期孕期中看到与人类相似的问题。对此,其他研究者也表示同意。


“因为只有哺乳动物才有胎盘,所以只有通过哺乳动物试验,我们才能了解太空环境对胎盘的影响。”日本山梨大学高级生物技术中心主任若山照彦说。多年来,他一直致力于研究哺乳动物如何在太空中繁殖。由于引力对受精和胎儿的生长都至关重要,因此若山照彦想要探究小鼠是否可以在微重力(类似于空间站中宇航员的环境)环境中受精。


2009年,若山照彦从小鼠中提取出卵子和精子,放在一个模拟微重力的装置中。他观察到精子会游向卵子,几天后,胚胎从微重力环境被移植进标准重力下的小鼠母体中。若山照彦和同事们发现,实验的结果并非单一的:虽然有很多发育正常的幼崽诞生,但也有大量胚胎在移植后出现了发育不良的情况。与正常情况相比,


微重力环境下的小鼠胚胎成功繁育的后代更加困难。

为了解这一幕会不会在高辐射与微重力并存的太空重演,若山照彦向日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)提出申请,希望在国际空间站(ISS)重复上述研究。但是这一次,宇航员会从活体小鼠身上提取精子和卵子,然后将体外受精的胚胎移植回小鼠体内,这一切都是在微重力的条件下进行的。这个计划的难度相当大,因为小鼠从未在太空成功繁殖过。但是,他们的精子却做到了。


若山照彦现在是NASA的“太空幼崽”任务的课题组长,他将小鼠精子冷冻干燥,在室温下保存。三组冻干样品于2013年进入国际空间站,Wakayama得以在空间站中研究它们的生存能力与时间的关系。这将帮助分析宇宙辐射对雄性生殖细胞的影响。


由于国际空间站暴露于强辐射下,这可能会导致精子DNA分解,改变后代的遗传物质,若山照彦说。许多研究都没有重视DNA受损的小鼠的健康状况,但是他的研究逐渐给出了答案。


进入国际空间站9个月后,一些精子显示出细微的DNA受损迹象,但它们仍能产生健康的幼崽。

若山照彦的团队刚刚分析了在国际空间站上保存了3年的样本; 最后一批在太空6年的样本将于今年返回地球。

本文节选自网络


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