İnsanlık, Ay ve Mars’ta uzun süreli bir varlık kurma hedefine doğru ilerlerken, dünya dışı ortamlarda üremenin mümkün olup olmadığı sorusu artık sadece varsayımsal olmaktan çıkabilir. Mikrogravite (mikro yer çekimi) koşullarının simülasyonuna dayanan yeni bir araştırma, bazı önemli zorlukları ortaya koydu.
Avustralya’daki Adelaide Üniversitesinden bilim insanları tarafından yürütülen deneyler, laboratuvar ortamında simüle edilen mikrogravite koşullarının sperm navigasyonunu bozduğunu, döllenme oranlarını düşürdüğünü ve maruziyet uzadığında erken embriyoların kalitesini ve hayatta kalmasını tehlikeye attığını buldu.
İnsan ve fare sperm hücrelerinin, normal yer çekimine kıyasla bu koşullar altında dişi üreme kanalını taklit eden bir kanalda yüzme etkinliklerinin yaklaşık yüzde 50 oranında azaldığını tespit ettiler. Fare yumurtalarında bu durum, döllenme başarısında yaklaşık yüzde 30’luk bir düşüşe yol açtı. Araştırma ayrıca erken embriyo gelişiminde komplikasyonlar olduğunu da ortaya koydu.
Spermin yüzme yeteneğini değil, yön bulmasını bozuyor
Adelaide Üniversitesi Robinson Araştırma Enstitüsündeki Sperm ve Embriyo Biyoloji Grubu’nun başkanı ve araştırmanın başyazarı Nicole McPherson, “Artemis programı insanları Ay’a geri döndürmek için aktif olarak çalışırken ve insanlı Mars görevleri için ciddi planlar yapılırken, Dünya’nın ötesinde üreme yeteneği herhangi bir uzun vadeli yerleşim için temel bir öneme sahip.” açıklamasında bulundu.
McPherson devamında, “Bu sadece insan üremesini değil, aynı zamanda kendi kendine yeten herhangi bir yaşam alanının bağlı olacağı hayvan ve tarım türlerini de içeriyor.” şeklinde sözlerini sürdürdü.
Döllenme, bir erkeğin sperm hücresinin dişi üreme kanalında ilerlemesi ve bir yumurta hücresini delip geçmesiyle, iki hücrenin genetik materyalinin birleşmesiyle gerçekleşir. Yeni çalışma, yer çekiminin spermin yumurtaya doğru ilerleme yeteneğinde kritik bir rol oynadığını gösteren ilk çalışma.
McPherson, “Spermin yüzme yeteneğini etkilemiyor. Mikrogravitedeki sperm hala hareket ediyor, sadece yollarını bulamıyorlar. Bozulduğu görünen işlev, navigasyon, yani bir hedefe doğru yönelme ve amaçlı hareket etme yeteneği. Bunun, sperm yüzeyindeki proteinlerin çoğunun mekanosensörler, yer çekimi de dahil olmak üzere fiziksel kuvvetleri algılayan küçük moleküler cihazlar olarak işlev görmesi nedeniyle gerçekleştiğine inanıyoruz.” dedi.
Söz konusu bu çekim kuvveti ortadan kaldırıldığında, sensörlerin şaşırdığı ve spermin yukarı, aşağı veya hangi yöne hareket edeceğine dair güvenilir bir referans çerçevesinden yoksun kaldığı aktarıldı.
Yumurtlama döneminde doğal olarak salınan, spermlere yol bulmalarında yardımcı olan kimyasal bir hedef sinyali görevi gören, kadın hormonu “progesteron”un eklenmesi, daha fazla insan sperminin mikrogravitenin olumsuz etkilerini aşmasına yardımcı oldu.
Mikro yer çekimi simülasyonu
Araştırmacılar, mikrograviteyi simüle etmek için hücrelerin uzaydaki ağırlıksızlığın sürekli serbest düşüşüne benzer bir durum yaşamasını sağlayan bir cihaz kullandı. Navigasyonu test etmek için, her iki ucu da açık dar kanallara sahip plastik bir hazne kullandılar ve spermin bir uçtan diğerine gitmesi gerekiyordu.
Normal yer çekimine kıyasla mikrogravitede başarıyla yol alan insan ve fare spermlerinin sayısında yaklaşık yüzde 50’lik bir azalma oldu.
Fare yumurtaları için, normal yer çekimine kıyasla dört ila altı saatlik mikrogravite sonrasında başarılı döllenmede yüzde 30’luk bir azalma oldu. Mikrogravite altında oluşmayı başaran embriyoların daha yüksek kalitede olduğu ve fetüsü oluşturmaya devam eden hücrelerin daha fazla olduğu görüldü.
McPherson, “Bu, kısa süreli mikrogravite maruziyetinin bir tür seçici filtre görevi görebileceğini ve yalnızca en dayanıklı sperm ve embriyoların başarılı olduğunu gösteriyor.” ifadesini kullandı.
Öte yandan, gelişmekte olan fare embriyoları, her iki ebeveynden gelen genetik materyalin ilk kez bir araya geldiği zaman dilimi olan döllenmeden sonraki ilk 24 saat içinde mikrograviteye maruz bırakıldığında, daha az embriyo oluştu ve oluşanlar kritik erken evrelerde gelişimsel gecikme ve azalmış hücre sayıları belirtileri gösterdi.
Domuz hücreleri kullanılarak yapılan çalışmalarda da benzer embriyo bulguları elde edildi.
Araştırmacılar, uzayda üremenin beklentilerden çok daha zorlu olacağını ifade etti.
Kaynak: Communications Biology, Reuters