Kosmoso mokslas: kodėl pelės, alus ir spermatozoidai siunčiami į orbitą
1961 m. Balandžio 12 d. Jurijus Gagarinas Jis tapo pirmuoju asmeniu istorijoje, skrendantį į kosmosą. Po kelių dešimtmečių neįtikėtinas tapo beveik nereikšmingas - pasaulis pradėjo kalbėti apie kosminį turizmą. Tiesa, tai neprasidėjo labai sklandžiai: 1986 m. Pirmasis kosmoso turistas turėjo tapti amerikiečių mokytoju Christa McAuliffe, kuris mirė 73 sekundes po „Challenger“ pervežimo pradžios, o JAV priėmė įstatymą, draudžiantį skrydžius į kosmosą ne profesionalams. Tačiau pasaulis pasikeitė, ir pagerėjo būdai, kaip užtikrinti keleivių saugumą.
Verslininkas Dennis Tito, Canonical įkūrėjas Mark Shuttleworth, „Sensors Unlimited“ įkūrėjas Gregory Olsen, „Prodea Systems“ įkūrėjas Anoushe Ansari, pirmoji moteris tarp kosmoso turistų, tyčinės programinės įrangos korporacijos vadovas Charles Simony (ir du kartus), kompiuterinių žaidimų kūrėjas Richard Garry, jau sugebėjo aplankyti ISS ir Cirque du Soleil generalinis direktorius Guy Laliberte. Ir Ilonos kaukė „Tesla“ automobilį su manekenu laive negali nustebinti - ypač atsižvelgiant į ironišką nuorodą į romanus „The Hitchhiker's Guide to the Galaxy“ kaip „Don't Panic“ pranešimą „multimedijos sistemoje“.
Tačiau visa tai nereiškia, kad žmonija pavergė kosmosą. Mes vis dar turime daug užduočių, pavyzdžiui, planuojame kolonizuoti Marsą. O dabar mokslininkai nepraleidžia galimybės panaudoti erdvę savo tikslams. Tarptautinė kosminė stotis yra orbitoje esanti laboratorija, kurioje galite atlikti unikalius eksperimentus. Tai gali būti naudinga tiek astronautams, tiek būsimiems Marso gyventojams, skrydis, į kurį, kaip paaiškėjo, yra dvigubai pavojingesnis, kaip visi manė. Tačiau iki šiol tai leidžia bent jau gauti duomenis moksliniams, įskaitant medicininius atradimus.
Dvigubi astronautai ir genomo pakeitimas
Scott ir Mark Kelly yra vieninteliai visiškai identiški kosmonautai pasaulyje (jie yra vienodi dvyniai). Bent jau tai buvo, kol Scott beveik metus praleido bejėgiškumo sąlygomis. Paprastai astronautai „gyvena“ ISS ne ilgiau kaip šešis mėnesius, tačiau Scott Kelly buvo sąmoningai išsiųstas į stotį ilgesniam laikui, kad jo kūno pokyčiai būtų labiau pastebimi. Grįžę tyrėjai palygino savo pasirodymą su broliu: paaiškėjo, kad Scott aukštis padidėjo beveik penkiais centimetrais. Be to, jo kūno svoris sumažėjo, žarnyno mikrobiomas (mikroorganizmų rinkinys) beveik visiškai pasikeitė, o genomas, atlikus preliminarią analizę, pasikeitė.
Visa tai leido NASA ekspertams teigti, kad kosmoso aplinka aktyvuota Scott Kelly kūno „kosminių“ genų, paveikusių imunitetą, kaulų audinio, regėjimo, klausos ir kitų rodiklių, grupė. Nepaisant to, kad didžioji dalis pokyčių (pvz., Augimas) po tam tikro laiko grįžo į pradinį tašką, apie 7% genų buvo nustatyti naujoje valstybėje. Mokslininkai mano, kad to, kas vyksta, reikia ieškoti „kosminiame streso“ - tai netipinės aplinkos, kurią kūnas suvokia kaip grėsmę, poveikis organizmui, atitinkamai reaguojant.
Kosmoso aplinka aktyvuota Scott Kelly kūno „kosminių“ genų, kurie paveikė imunitetą, kaulinio audinio, regėjimo, klausos grupės, grupėje.
Ankstesniuose tyrimuose, beje, buvo pastebėta, kad skrydžiai į kosmosą ypatingai paveikia smegenis, todėl jis tampa neuroplastiniu. Pagal Mičigano universitete atliktą eksperimentą astronautų pilkosios medžiagos kiekis kai kuriose srityse sumažėjo, o kitose, kurios šiuo metu buvo reikalingesnės, pavyzdžiui, zonose, atsakingose už apatinės galūnių judėjimą - jis padidėjo.
Tuo pačiu metu Floridos universiteto mokslininkų komanda sužinojo, kad astronautai keliauti į Mėnulį turėjo didesnę širdies problemų riziką: remiantis duomenimis, gautais iš Apollo dalyvių nuo 1961 iki 1972 m., Jie nustatė, kad kosminė spinduliuotė sukelia penkis kartus daugiau žalos širdies ir „mėnulio“ astronautų laivams, palyginti su astronautais, kurie niekada nebuvo skridę į mėnulį.
Pinky ir Brain: pelės erdvėje
Kepenų būklę neigiamai veikia ne tik alkoholis ir riebaus maisto produktai, bet ir skrydžiai į kosmosą. Šią išvadą 2011 m. Padarė Kolorado universiteto mokslininkai, kurie pirmą kartą beveik 2 savaites (arba tiksliau - trylika ir pusę dienų) nusiuntė graužikus į kosmosą, o tada pažiūrėjo, kaip pasikeitė jų organai po šios neįprastos kelionės. Duomenų analizė parodė, kad pagrindinės problemos buvo susijusios su kepenimis: gyvūnai nustatė pradinius nealkoholinių riebalų ligos požymius. Tikrai sunku nustatyti tikslią priežastį tokiuose eksperimentuose, tačiau mokslininkai teigė, kad skrydis sukėlė procesus, kurie sukelia fibrozės (jungiamojo audinio proliferacijos) vystymąsi.
Kalbant apie laboratorines peles - viena iš svarbiausių yra jų kelionė į kosmosą šiuolaikiniam moksliui. Bandymai su graužikais negali būti replikuojami žmonėms dėl etinių priežasčių - tačiau jie padeda suprasti, ar žmogaus kūnas gali susidoroti su ilgalaikio galingo kosminės spinduliuotės poveikiu, kuris gali sukelti mutacijas, pavyzdžiui, sukelti piktybinius navikus. Į ISS siunčiami ne tik suaugusieji pelės, bet ir šaldyti pelių embrionai. Grįžę į Žemę, jie patenka į pelių motinų organizmą ir tradicinėmis sąlygomis stebi pelių augimą ir vystymąsi.
Praėjusių metų viduryje Kalifornijos mokslininkai pranešė apie ketinimą siųsti keturiasdešimt pelių iš karto, kad išbandytų naują osteoporozės vakciną. Eksperimentinis vaistas, sukurtas pagal kaulų baltymą NELL-1, turėtų apsaugoti kaulų audinius iš osteoklastų - ląstelių, kurios ją naikina. Jau seniai žinoma, kad po penkiasdešimties metų žmonės kasmet praranda vidutiniškai 0,5% kaulinio audinio. Vis dėlto, esant nesvaringoms sąlygoms, šis procesas paspartinamas. Jei bandymai bus sėkmingi, vakcina padės astronautams, kurie yra priversti praleisti mėnesius orbitoje, ir „žemių“, kurie susiduria su kaulų pažeidimu.
Alaus darykla
Tyrimų gausa temomis, kurios atrodo nežinomos iš pirmo žvilgsnio (pavyzdžiui, ieškant priežasties, kodėl moterys smogia savo partnerių marškinius) padeda manyti, kad mokslas nebūtinai yra nuobodu. Tai ypač aktualu, kai mokslininkai susiburia su gastronominiais - arba šiuo atveju - alkoholiniais entuziastais. 2017 m. Čekijos alaus bendrovė „Budweiser“ paskelbė, kad netrukus sieks miežių sėklų į ISS. Kodėl? Tapti pirmuoju, kuris pradeda alaus gaminimą tiesiai erdvėje.
Žinoma, alaus daryklos negalėjo padaryti vien tik savo. Jie sujungė jėgas su Kosmoso mokslo pažangos centru, Amerikos laboratorijos ISS vadybininku ir privačia kompanija „Space Tango“. Į kosminę stotį planuojama siųsti dvidešimt miežių sėklų, kurios dalyvaus mažiausiai dviejuose eksperimentuose: pirmojoje dalyje bus nagrinėjamas sėklų elgesys mikrogravitacijos sąlygomis (ty gravitacija erdvėje, kuri yra, nors ir daug silpnesnė nei Žemėje), antroji yra miežių augimas be svorio.
Tiesa, „greičiau“ erdvės eksperimentų atveju yra laisva koncepcija. Dar neaišku, ar „Budweiser“ savininkų idėja išsipildys. Problema ta, kad sėklos jau turėjo būti pristatytos į ISS: „SpaceX CRS-13“ raketas su jais laive planuojama pradėti nuo 2017 m. Gruodžio 4 d., Tada gruodžio 8 arba 12 d., Tačiau paleidimas buvo atidėtas visą laiką. Informacija apie šią problemą dar nepranešta, todėl kosminis alus nesukuria šiais metais.
Maistas pagal taisykles ir be jų
Visapusiška ir subalansuota mityba yra viena svarbiausių astronautų problemų ilgų skrydžių metu. Žinoma, jūs galite pasikliauti gerai žinomais „vamzdžiais“, tačiau mokslininkai nenutraukia bando sukurti kuo arčiau žemės mitybos. ISS sugebėjo auginti tik salotas, tačiau darbas kuriant įvairesnį meniu nesibaigia per minutę.
Neseniai Vokietijos Neumayer III stoties Antarktidoje tyrimų grupė, naudodama hidroponiką, sugebėjo augti ne tik salotomis, bet ir ridikais ir agurkais be šviesos ir dirvožemio. Ir net jei Antarktida nėra visiškai erdvė, atšiaurios klimato sąlygos leidžia sukurti daržovių (ir ateityje vaisių) auginimo technologijas, kurios bus taikomos ISS.
Kalbant apie mėsą, „Memphis Meats“ pasiekė tam tikrą sėkmę, ji „išaugo“ mėsos rutuliukų laboratorijoje, kuri pagal skonį nesuteikia tradicinių
Kalbant apie mėsą, tam tikra sėkmė buvo pasiekta Memphis Meats, kuri buvo „išaugusi“ mėsos kamuoliukų laboratorijoje, skoningai, jokiu būdu ne prastesnė nei tradicinių. Bendrovės atstovai yra įsitikinę, kad jų produktų pristatymas į kosmoso dietą gali įvykti per ateinančius penkerius metus. Kita vertus, tuo metu „Space10“, inovacijų centre ir specialioje IKEA laboratorijoje, jie gali išsiaiškinti, kaip atkurti savo greito maisto ateitį nulio gravitacijos sąlygomis, įskaitant karštus šunis iš spirulinos (mėlynai žaliosios dumblių) ir kirminų mėsos, todėl Memphis Meats nėra verta atsipalaiduoti.
Pensilvanijos universiteto mokslininkų komanda taip pat gali konkuruoti dėl teisės maitinti astronautus, kurie suprato, kaip paversti atliekas į maistą. Perdirbant atliekas specialioje uždaroje sistemoje, jie sugebėjo gauti Methylococcus capsulatus kultūrą, 52% sudaro baltymai ir 36% riebalų, o tai gali būti naudinga tiek ilgų skrydžių metu, tiek ateityje bandant kolonizuoti kitas planetas.
Kosminės mutacijos ir antžeminis atsparumas
Kodėl siųsti ISS kolonijų stafilokokų kolonijas? Atsakymas į klausimą neatrodo akivaizdus, tačiau Nanobiosym vadovas Anita Goelle, kuris apie tai klausia NASA, tikrai žino. 2017 m. Vasario 18 d. Į kosmosą pateko pavojingi „keleiviai“, o šios kampanijos tikslas buvo ištirti šių bakterijų mutacijų mechanizmus ir taip gauti informaciją, kuri padės vystyti vaistus Žemėje.
Svarbu, kad Staphylococcus aureus būtų atsparus daugeliui antibiotikų ir gali sukelti sepsis, kraujo infekcijas ir pneumoniją. Ankstesniuose tyrimuose grybai augo greičiau, o „Goelle“ teigė, kad tai gali įvykti bakterijų, kurios mutuoja greičiau. Daroma prielaida, kad gali atsirasti mutacijų, su kuriomis mes dar nesuprantame, ir tai leis mums pradėti dirbti su tinkamais vaistais, o jų poreikis dar nėra iškilęs - skamba bent jau skatinantis.
Lytis ir vaikų gimimas Marse
Jei kalbame apie Marso kolonizaciją kaip kažką realaus, kyla labai svarbus klausimas: ką daryti su reprodukcija? Labai svarbu atsižvelgti į saulės spinduliuotės poveikį gemalo ląstelėms, kurios erdvėje yra šimtą kartų stipresnės nei Žemėje. Kitas svarbus veiksnys yra mikrogravitacija, kuri, kaip minėta 1988 m., Gali pagreitinti spermos judėjimą. Tačiau prieš trisdešimt metų mokslininkai negalėjo nustatyti, ar tai turi įtakos tręšimo procesui.
Viskas pasikeitė 2017 m., Kai Japonijos mokslininkai išsiuntė šaldytus spermos mėginius, kurie buvo saugomi ISS devynis mėnesius į kosmosą. Kai jie buvo grąžinami į žemę, atšildyti ir tada naudojami tręšimui, paaiškėjo, kad žala, nors ir buvo, buvo minimali. Kaip rezultatas, iš karto pasirodė devynios „erdvės“ pelės - gana normalios, be genomo ar vystymosi anomalijų, kurios patys galėjo apvaisinti ir suteikė visaverčius palikuonis.
Šis eksperimentas leido pasakyti, kad kosmosas yra tinkamas tręšimo aplinkai. Kitas dalykas yra tai, kad pelės gimė žemėje, o spermatozoidai buvo saugomi ISS ne per ilgai - ir jei šios sąlygos pasikeičia, genomo modifikacija gali tapti svarbesnė. Pasak mokslininkų, jie planuoja tai patikrinti, kai tik atsiras galimybė.
Nuotraukos:NASA (1, 2, 3)
