Бластоиды на орбите. Китай собирается выращивать людей в космосе
Эмбрионы-модели должны провести на станции «Тяньгун» пять дней. istockphoto.com
Рано или поздно человечество отправится в долгие космические полёты и начнёт колонизировать другие планеты. Но перед этим науке придётся ответить на один из главных вопросов: возможно ли размножение человека за пределами Земли, в частности — в невесомости?
Китайские учёные уже сейчас ищут эти ответы. Для этого они отправили на борт своей национальной станции «Тяньгун» искусственные человеческие эмбрионы. Миссия, стартовавшая с грузовым кораблём «Тяньчжоу-10», должна пролить свет на то, как космическая среда влияет на таинство зарождения и развития жизни.
Двенадцать планет-двойников нашей Земли
Планета HD 219134b в созвездии Кассиопея – это самая близкая из известных на сегодняшний день экзопланет земного типа. Расстояние до нее состоявляет 21 световой год. Однако ученые сомневаются, что на планете может быть жизнь, так как она вращается по слишком близкой к своей звезде орбите. © NASA / JPL-Caltech
Сравнение размеров Земли и Kepler-452b. Радиус экзопланеты в 1,6 раза больше земного, а вращается она вокруг своей звезды на примерно таком же расстоянии, что и Земля от Солнца. Именно Kepler-452b считается самой похожей на Землю из обнаруженных миссией Kepler экзопланет. Не исключено, что там, на расстоянии 1,4 тысячи световых лет от Земли, была или все еще существует разумная жизнь. © NASA / T. Pyle / Ames / JPL-Caltech
Экзопланета Kepler-186f находится на расстоянии 500 световых лет от Земли и вращается вокруг красного карлика, который меньше и слабее Солнца. Радиус экзопланеты примерно на 18 процентов больше, чем у Земли. До открытия Kepler-452b экзопланета Kepler-186f считалась наиболее похожей на Землю. Однако некоторые ученые сомневаются в том, что вблизи красных карликов возможна жизнь. © NASA / JPL-Caltech
Расположенная в 950 световых годах от Солнца экзопланета Kepler-20e, об открытии которой сообщили 20 декабря 2011 года, стала первой, близкой по размерам к Земле. Она находится настолько близко к своему светилу, что температура на ее поверхности достигает 760 градусов Цельсия. © NASA / T. Pyle / Ames / JPL-Caltech / NASA
Kepler-22b удалена от Солнца на 640 световых лет и, в отличие от Kepler-20e, находится в обитаемой зоне своего светила. Радиус экзопланеты примерно в 2,4 раза больше, чем у Земли. У экзопланеты, вероятно, есть атмосфера и океан, в которых не исключена жизнь. © NASA / T. Pyle / Ames / JPL-Caltech
Закат на суперземле Gliese 667 Cc — экзопланете около красного карлика. Gliese 667 Cc уникальна тем, что ее светило находится в связанной системе с двумя другими звездами — Gliese 667 A и Gliese 667 B, которые тут также показаны. © ESO / L. CalÁada
Первоначальные расчеты показывали, что вокруг красного карлика GJ 1214 может вращаться суперземля, полностью покрытая водой. Однако последующие наблюдения это не подтвердили. GJ 1214 b — первая известная экзопланета, вращающаяся вокруг красного карлика, но маловероятно, чтобы на ней была жизнь. © ESO / L. CalÁada
Экзопланета Fomalhaut b на фоне звезды. Примерно в три раза тяжелее Юпитера. 25 световых лет от Солнца. © NASA / Jet Propulsion Laboratory
Экзопланета Gliese 436 b необычна тем, что у нее есть хвост. Она расположена на расстоянии 33 световых лет от Земли, а ее масса сравнима с массой Нептуна. Предположительно Gliese 436 b состоит из воды, а ее атмосфера — из гелия. Хвост образован водородом, испаряющимся из атмосферы из-за слишком близкой к звезде орбиты. Период вращения экзопланеты вокруг своего светила всего 2,6 суток. © Commons.wikimedia.org
Холодная экзопланета Kepler-16b состоит из камня и газа и, скорее всего, малопригодна для жизни. Планета находится в системе двух карликовых звезд. © NASA / R. Hurt / JPL-Caltech
Газовый гигант вращается в системе пульсара B1620-26 и белого карлика (изображены в нижнем левом углу). Планете около 12,7 миллиардов лет. По мнению ученых, наличие экзопланет в таких системах может означать, что планеты начали образовываться еще в ранней Вселенной, несмотря на нехватку тяжелых элементов для их формирования. © NASA
Ученые впервые смогли с высокой точностью определить содержание воды в атмосфере трех экзопланет, газовых гигантов наподобие Юпитера — HD 189733b, HD 209458b и WASP-12b. Они находятся на расстоянии от 60 до 900 световых лет от Солнца, температуры на их поверхностях — от 900 до 2,2 тысячи градусов Цельсия. © NASA / M. Kornmesser / STScI. / Hubble / ESA
Планеты, вращающиеся вокруг своих звезд в «обитаемой зоне», дата их открытия и наглядное сравнение размеров с земными. © NASA
Двенадцать планет-двойников нашей Земли
Планета HD 219134b в созвездии Кассиопея – это самая близкая из известных на сегодняшний день экзопланет земного типа. Расстояние до нее состоявляет 21 световой год. Однако ученые сомневаются, что на планете может быть жизнь, так как она вращается по слишком близкой к своей звезде орбите. © NASA / JPL-Caltech
Сравнение размеров Земли и Kepler-452b. Радиус экзопланеты в 1,6 раза больше земного, а вращается она вокруг своей звезды на примерно таком же расстоянии, что и Земля от Солнца. Именно Kepler-452b считается самой похожей на Землю из обнаруженных миссией Kepler экзопланет. Не исключено, что там, на расстоянии 1,4 тысячи световых лет от Земли, была или все еще существует разумная жизнь. © NASA / T. Pyle / Ames / JPL-Caltech
Экзопланета Kepler-186f находится на расстоянии 500 световых лет от Земли и вращается вокруг красного карлика, который меньше и слабее Солнца. Радиус экзопланеты примерно на 18 процентов больше, чем у Земли. До открытия Kepler-452b экзопланета Kepler-186f считалась наиболее похожей на Землю. Однако некоторые ученые сомневаются в том, что вблизи красных карликов возможна жизнь. © NASA / JPL-Caltech
Расположенная в 950 световых годах от Солнца экзопланета Kepler-20e, об открытии которой сообщили 20 декабря 2011 года, стала первой, близкой по размерам к Земле. Она находится настолько близко к своему светилу, что температура на ее поверхности достигает 760 градусов Цельсия. © NASA / T. Pyle / Ames / JPL-Caltech / NASA
Kepler-22b удалена от Солнца на 640 световых лет и, в отличие от Kepler-20e, находится в обитаемой зоне своего светила. Радиус экзопланеты примерно в 2,4 раза больше, чем у Земли. У экзопланеты, вероятно, есть атмосфера и океан, в которых не исключена жизнь. © NASA / T. Pyle / Ames / JPL-Caltech
Закат на суперземле Gliese 667 Cc — экзопланете около красного карлика. Gliese 667 Cc уникальна тем, что ее светило находится в связанной системе с двумя другими звездами — Gliese 667 A и Gliese 667 B, которые тут также показаны. © ESO / L. CalÁada
Первоначальные расчеты показывали, что вокруг красного карлика GJ 1214 может вращаться суперземля, полностью покрытая водой. Однако последующие наблюдения это не подтвердили. GJ 1214 b — первая известная экзопланета, вращающаяся вокруг красного карлика, но маловероятно, чтобы на ней была жизнь. © ESO / L. CalÁada
Экзопланета Fomalhaut b на фоне звезды. Примерно в три раза тяжелее Юпитера. 25 световых лет от Солнца. © NASA / Jet Propulsion Laboratory
Экзопланета Gliese 436 b необычна тем, что у нее есть хвост. Она расположена на расстоянии 33 световых лет от Земли, а ее масса сравнима с массой Нептуна. Предположительно Gliese 436 b состоит из воды, а ее атмосфера — из гелия. Хвост образован водородом, испаряющимся из атмосферы из-за слишком близкой к звезде орбиты. Период вращения экзопланеты вокруг своего светила всего 2,6 суток. © Commons.wikimedia.org
Холодная экзопланета Kepler-16b состоит из камня и газа и, скорее всего, малопригодна для жизни. Планета находится в системе двух карликовых звезд. © NASA / R. Hurt / JPL-Caltech
Газовый гигант вращается в системе пульсара B1620-26 и белого карлика (изображены в нижнем левом углу). Планете около 12,7 миллиардов лет. По мнению ученых, наличие экзопланет в таких системах может означать, что планеты начали образовываться еще в ранней Вселенной, несмотря на нехватку тяжелых элементов для их формирования. © NASA
Ученые впервые смогли с высокой точностью определить содержание воды в атмосфере трех экзопланет, газовых гигантов наподобие Юпитера — HD 189733b, HD 209458b и WASP-12b. Они находятся на расстоянии от 60 до 900 световых лет от Солнца, температуры на их поверхностях — от 900 до 2,2 тысячи градусов Цельсия. © NASA / M. Kornmesser / STScI. / Hubble / ESA
Планеты, вращающиеся вокруг своих звезд в «обитаемой зоне», дата их открытия и наглядное сравнение размеров с земными. © NASA
Не эмбрион, но его копия
Важно сделать уточнение: на станцию отправились не эмбрионы в привычном нам понимании (полученные в результате слияния яйцеклетки и сперматозоида), а их клеточные модели — так называемые бластоиды. Это структуры, выращенные биологами из стволовых клеток. По своей архитектуре и молекулярным сигналам они имитируют настоящий человеческий эмбрион на стадии бластоцисты, однако имеют важное отличие — не способны развиться в полноценный плод.
Использование таких суррогатов позволяет обойти строгие международные этические ограничения, касающиеся экспериментов над человеческой жизнью. И при этом в деталях изучить биологию самого загадочного периода человеческого существования — эмбрионального развития.
Главная задача эксперимента — наблюдение за небольшим временным отрезком, который эмбриологи называют «чёрным ящиком». Это третья неделя с момента оплодотворения, то есть дни с 14-го по 21-й. Именно на этом этапе беременности начинают формироваться основные органы человека. А нарушения, если они происходят, могут серьёзно повлиять на дальнейшее развитие организма. Заглянуть, как это происходит у реального эмбриона внутри материнского организма, технически почти невозможно.
Китайская команда исследователей намерена проследить за этим процессом в условиях микрогравитации и радиации. И, как уже сказано, на примере искусственных эмбрионов, а не реальных.
«Нам очень важно понять, не внесёт ли невесомость хаос в базовое формирование тела, — отмечают авторы проекта. — Если окажется, что гравитация влияет на то, как клетки ориентируются в пространстве, то любые планы по рождению детей на Луне или Марсе могут оказаться под вопросом».
Сенсация из космоса. Жизнь на Марсе найдена, но денег на её изучение нет Подробнее
Робот-нянька на орбите
Эмбрионы-модели должны провести на станции «Тяньгун» пять дней. Поскольку присутствие живого экипажа для столь деликатной работы не требуется, за образцами следит полностью автоматизированная система культивирования. Она поддерживает идеальную температуру и даже самостоятельно меняет питательную среду для растущих клеток.
Сразу после завершения активной фазы роста контейнеры будут заморожены прямо на орбите. Это позволит зафиксировать все биохимические процессы в том состоянии, в котором они протекали в космосе, исключив их искажение при возвращении на Землю. Позже замороженные образцы вернут в лаборатории для сравнения с контрольной группой эмбрионов, развивавшихся в идентичных условиях, но под действием земной гравитации.
Что за молекулы зарождения жизни нашли учёные? Подробнее
Зачем это нужно человечеству
Цели и задачи подобного эксперимента выходят далеко за рамки академической науки. Амбиции человечества по колонизации дальнего космоса сталкиваются с суровой биологической реальностью. Известно, что радиация повреждает ДНК, а микрогравитация меняет работу генов и даже форму клеток. Сработает ли программа «строительства» организма, если выключить гравитацию в тот момент, когда эта программа только запускается? Ответа пока нет.
Если результаты эксперимента покажут, что эмбриональное развитие в космосе происходит без критических аномалий, это станет аргументом в пользу возможности размножения человека при дальних межпланетных перелётах. Если же обнаружатся серьёзные нарушения, нам придётся искать гораздо более сложные инженерные и биомедицинские решения для жизни вне Земли.
Реализуя этот проект, Китай, активно наращивающий своё присутствие в космосе, выходит на передний край космической медицины. Ранее безоговорочные лидерские позиции в этой области науки занимали советские, а затем российские, учёные.
Китайская национальная станция «Тяньгун», таким образом, превращается не просто в орбитальную лабораторию, а в площадку для научных экспериментов, где решается важнейший для цивилизации вопрос: сможет ли она выжить за пределами своей колыбели — Земли?
Источник: aif.ru
