الجاذبية الدقيقة المُحاكة تغيّر توجيه الحيوانات المنوية والتلقيح وتطوّر الجنين في الثدييات

لماذا تبدو ولادة الأطفال في الفضاء أصعب مما تبدو

مع تحوّل خطط قواعد القمر والرحلات إلى المريخ من خيال علمي إلى جداول زمنية ملموسة، تبرز مسألة بسيطة لكنها ملحّة: هل تستطيع الثدييات، بما في ذلك البشر، التخصيب ونمو ذرية صحية بعيدًا عن جاذبية الأرض؟ تستكشف هذه الدراسة ما يحدث للحيوانات المنوية والأجنّة المبكرة عندما تتعرّض لظروف تشبه انعدام الوزن، موفرة أدلة أولية حول ما إذا كان قد يمكن للحياة طويلة الأمد في الفضاء أن تدعم أسرًا حيوية وحيوانات غذائية منتجة.

اختبار التكاثر من دون جذب الأرض

ركز الباحثون على أولى خطوات الحياة: كيف تسبح الحيوانات المنوية إلى البويضة، كيف يحدث التلقيح، وكيف يتطوّر الجنين الناتج خلال الأيام القليلة الأولى. ولأن إرسال أعداد كبيرة من العينات إلى المدار غير عملي، استخدموا جهازًا دوّارًا ثنائي المحور يُدعى كلينوسْتات ثلاثي الأبعاد لمحاكاة انعدام الوزن على الأرض عن طريق تغيير اتجاه قوة الجاذبية باستمرار. ودمجوا ذلك مع قنوات مصغّرة ونظمزرع تحاكي عن كثب ممارسات عيادات الخصوبة البشرية ومسار الجهاز التناسلي الأنثوي. والأهم أنهم عملوا مع ثلاث أنواع من الثدييات—الإنسان والجرذ والفِرس (الخنزير) — لمعرفة أي التأثيرات قد تكون مشتركة على نطاق واسع وأيها قد يكون خاصًا بكل نوع.

عندما تفقد الحيوانات المنوية إحساسها بالاتجاه

الحيوانات المنوية البشرية المتعرّضة لانعدام الوزن المُحااك ظلّت قادرة على الحركة وضرب ذيولها بشكل طبيعي، لكنها كانت أسوأ بكثير في العثور على طريقها عبر قنوات ضيقة صُمِّمت لتقليد المسار داخل جسم الأنثى. بمعنى آخر، فشل «البوصلة» لديها رغم أن «المحركات» كانت سليمة. إضافة جرعة عالية من الهرمون الطبيعي البروجسترون—الذي يُفرَز عادةً قرب البويضة—عادت جزئيًا بقدرتها التوجيهية، مما يوحي بأن الإشارات الكيميائية يمكن أن تساعد في التعويض عندما تختفي الإرشادات المعتمدة على الجاذبية. ومن المثير أن الحيوانات المنوية التي نجحت في العبور تحت ظروف انعدام الوزن كانت أفضل في الالتصاق بطبقة سكرية طبيعية مرتبطة بجودة البويضة، ما يوحي أن هذه الظروف قد تُمَيّز بين الحيوانات الأضعف وتفضل الأقوى.

أجنة الفأر والخنزير تحت الضغط

في الفئران، واجهت الحيوانات المنوية أيضًا صعوبة في التوجيه تحت انعدام الوزن، وتم تخصيب عدد أقل من البويضات بعد تعرّض قصير. ومع ذلك، لم تكن الأجنة التي تشكّلت متأخرة بشكل واضح وفي بعض الحالات احتوت على خلايا أكثر في المجموعة الداخلية المخصّصة لتكوين الجنين (الإيبيبلَاست)، وهي علامة غالبًا ما ترتبط بإمكانية تطوّر قوية. إلا أنه عندما بقت الحيوانات المنوية والبويضات والجنين المبكر في انعدام الوزن المُحااك طوال يوم كامل، تغيرت الصورة. تعافى معدل التلقيح، لكن تباطأ تطوّر الأجنة واحتوت الأجنة النهائية على عدد أقل من الخلايا إجمالًا، ما يشير إلى أن التعرض المطوَّل في المراحل المبكرة قد يقوّض الجودة بهدوء حتى لو نجح التلقيح. في الخنازير، التي تشبه البشر في جوانب تناسلية عديدة، قلل انعدام الوزن مرة أخرى من التلقيح وقلل أيضًا عدد الأجنة التي وصلت لمراحل متقدّمة. ومن بين الأجنة التي نمت، كانت الكتلة الداخلية المكوِّنة للجنين أكبر، بينما كانت الطبقة الخارجية المكوِّنة للمشيمة أصغر نسبيًا، ما يدل على تحول في توازن أنواع الخلايا.

بدايات مرنة، ونواقص خفيّة

معًا ترسم التجارب صورة متوازنة. حيوانات منوية وأجنة الثدييات أكثر مرونة مما قد يبدو: يمكن أن يحدث التلقيح والتطوّر المبكر حتى في ظروف تحاكي انعدام الوزن. وفي الوقت نفسه، للجاذبية دور واضح. فهي تساعد الحيوانات المنوية على الحفاظ على اتجاهها، على الأرجح من خلال حسّ ميكانيكي دقيق، ويؤدي غيابها إلى خفض كفاءة التلقيح وإعادة تشكيل تخصيص الخلايا في الأجنة المبكرة بشكل طفيف. قد تعمل فترات الانعدام القصيرة كمنخل يفضّل الحيوانات المنوية الأشد قدرة، بينما يمكن للتعرّض الأطول خلال اليوم الأول بعد التخصيب أن يقتطع بهدوء من جودة الجنين. وبالنسبة للمسافرين المستقبليين وإلى الثروة الحيوانية التي قد ترافقهم يومًا ما، تؤكد هذه النتائج أن التكاثر الناجح خارج الأرض سيحتاج على الأرجح إلى بيئات مصمَّمة بعناية—لا سيما خلال الساعات الحرجة حول الحمل والانقسامات الخلوية الأولى.

الاستشهاد: Lyons, H.E., Nikitaras, V., Arman, B.M. et al. Simulated microgravity alters sperm navigation, fertilization and embryo development in mammals. Commun Biol 9, 401 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09734-4

الكلمات المفتاحية: التكاثر في الفضاء, انعدام الوزن المصغر, توجيه الحيوانات المنوية, تطور الجنين المبكر, رحلات الفضاء البشرية