为什么美国航空航天局要把大量的精子送入轨道?看完后实在是佩服

马特·格劳宁(Matt Groening),电视节目《辛普森一家》的创始人,也是首席科学家和程序开发者乔·塔什(Joe Tash)的朋友,为这个实验设计了一个特别的纪念贴片。它把霍默·辛普森描绘成一个宇航员,骑着一个长着牛角和戴着鼻环的、看起来很像是精子细胞的坐骑。

为什么美国航空航天局要把大量的精子送入轨道?看完后实在是佩服

这是精子坐骑???(网络图)

最近,太空探索技术公司(SpaceX)的一项供应任务访问了国际空间站,其2631公斤的货物包括了从太空的有利位置研究雷暴的设备,以及在轨道上种植蔬菜的设备——这些都是宇航员们需要研究的东西。但是,这些物品中隐藏着一些更不寻常的东西——从加利福尼亚精子库获得的12个匿名捐献者的冷冻精子样本,以及6个培育牛的精子样本。

这些样本将用于一个计划中的实验,MICRO-11。宇航员将使精子解冻,并添加化学物质,使其激活运动,并准备与卵子融合。然后,他们会把精子放在显微镜下,这样他们就可以拍摄精子游动的视频。此外,他们还会进行化学测试。与此同时,在地球上,其他研究人员将对相同样本的精子进行同样的测试,以进行比较。

精子获能(精子能育力获得过程)是关键

根据美国国家航空航天局网站的文章,该实验旨在研究精子的运动能力——即在微重力条件下运动和游泳的能力,以及它们如何成功地触发被称为获能的生理变化,使它们能够穿透和受精卵子。这些信息可以帮助回答人类是否有能力在月球或火星上定居,或者如果他们在更长的旅程中探索宇宙,是否有能力繁衍后代。

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太空上能否繁衍后代?(网络图)

如果你没有健康的精子,你在太空中有多代生存的真正风险”堪萨斯大学医学中心分子与综合生理学系名誉教授乔·塔什解释说。塔什是该实验的首席科学家,并继续担任顾问。

美国国家航空航天局(NASA)位于加州硅谷的艾姆斯研究中心、的研究人员说,自上世纪90年代以来,NASA一直在进行关于生殖和发育空间生物学的研究。例如,1995年3月14日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中,一架航天飞机上的雌性青蛙被诱导排卵,这样它们的卵就可以受精。这项研究表明,由精子和卵子融合而形成的受精卵的重力诱导旋转,并不需要用正常的身体来发展一个自由游动的蝌蚪。

MICRO-11标志着人类精子的第一次,除了男性宇航员体内的那些,已经被发射到太空,尽管以前有过涉及动物精子的研究工作。在20世纪80年代,德国研究人员在亚轨道火箭上发射公牛精液进入太空,短暂地将它们置于一分钟半失重状态,这是在录像中记录下来的。然后,在1997,塔什教授和同事们在两次航天飞机任务中发送海胆精子样本。在这两个实验中,在显微镜下拍摄视频是不可能的,所以他们研究了信号转导,精子细胞内的分子机制告诉它何时开始摆动尾巴。

德国研究和塔什教授的1997项研究结果都发现,精子在微重力下比在地球上游得更快。但是在塔什教授的一个实验中,他发现了在太空中繁殖可能是一个很大的障碍当海胆精子暴露于被称为肽类的化学物质时,卵子释放的信号即能获能力——生殖的一个重要部分——发生的速度要慢得多。

根据塔什教授,MIC-11实验将收集关于微重力对精子游泳和获能的影响的数据。

辐射暴露是一个问题

但是微重力并不是影响太空繁殖的唯一因素。在范·爱伦辐射带之外,地球屏蔽了来自太空的高能粒子,辐射暴露可能会产生严重的问题。发表在2017年5月20日的《生殖》杂志上的一项研究发现,暴露在太空中的带电粒子会破坏雌性小鼠的卵巢

我们的研究发现,有限的卵泡储备被暴露于带电的氧气或铁粒子耗尽,这是银河宇宙射线的组成部分,”该研究的相应作者,乌尔里克·鲁德勒(Ulrike Luderer),在一封电子邮件中写道。她是尔湾加利福尼亚大学的医学、发育和细胞生物学教授和公共卫生教授。这种损伤是不可逆的,并会导致卵巢早衰(早产更年期)。

此外,鲁德勒教授说人类和动物研究提供的证据表明,暴露于γ射线和带电铁颗粒降低精子的运动能力。

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太空上能自然分娩吗?(网络图)

但是,即使有可能在太空怀孕,怀孕和分娩也会有问题。贝勒医学院太空医学中心的高级教员克里斯·莱恩哈特(Kris Lehnhardt)说,不知道胚胎在太空环境中会有多好,或者自然分娩是否可能。