آیا کریسپر راه ما را در فضا هموار می‌کند؟

جزیره هاوایی به آتشفشان‌های فعالش و مناظر خیره‌کننده‌اش مشهور است. مونا لوآ یکی از پنج آتشفشان بزرگی است که این جزیره را ساخته است و یکی از بزرگ‌ترین آتشفشان های جهان به شمار می‌رود.

مثل خیلی از قله‌های هاوایی، ارتفاعات این کوهستان برای دانشمندان عرصه جذابی برای بناکردن آزمایش‌های مختلف فراهم آورده است. برای مثال رصدخانه‌ای خورشیدی که در نزدیکی قله این کوه به رصد خورشید مشغول است. یا پژوهش‌های زمین‌شناسی که برای بررسی فعالیت آتشفشان ها در اطراف آن بنا شده است.

یکی از جاده‌های پر دست انداز که بر دامنه شمال این کوه کشیده شده است شما را به سازه‌ای گنبدی شکل می رساند که محل یکی از این آزمایش‌های آینده نگرانه است.

در طول این مسیر، چشم اندازِ محیط، کم‌کم تغییر می کند و با افزایش ارتفاع، گویی از سیاره خود قدم بیرون گذاشته و پای بر سیاره‌ای ناشناخته گذاشته‌اید.

برخی از ویژگی‌‌های محیطی که در اطراف خود می بیند برای علاقه مندان سیاره شناسی یادآور مریخ سرخ فام است.

چند سالی هست که گروه‌های پژوهشی با محوریت دانشگاه هاوایی این منطقه از کوهستان را تبدیل به میدانی برای تمرین و شبیه‌سازی سفر به مریخ کرده‌اند.

مریخ در هاوایی

گروه‌های پژوهشی به مدت هشت ماه در این فضای بسته و با شبیه سازی شرایط مریخ روزگار سپری می‌کنند و برای قدم زدن در فضای بیرون لباس فضایی به تن کرده و سعی می کنند با محدودیت ها و مشکلاتی که ممکن است در سفر به مریخ – یا هر اقامت طولانی تر در فراسوی زمین – با آن روبرو شوند دست و پنجه نرم کنند.

حال و هوای منطقه به گونه ای است که تصور زیستن در سیاره ای دیگر غیر از زمین را آسان می کند. رُز لاکوود، فیزیکدان دانشگاه کَلگیری کانادا که یکی از اعضا دومین گروه خدمه این پروژه بود می گوید: «شرایط به گونه ای است که شب که می‌خواهید چشمانتان را ببندید این حس را دارید که واقعاً ممکن است روی سیاره‌ای دیگر و شاید مریخ باشید.»

این شبیه سازی به دانشمندان و روانشناسان کمک می کند تا درک بهتری از زیست انسان در فضای محدود و تحت فشار کاری داشته باشند و البته که زیستن افراد زیر یک سقف داستان های بسیاری را به همراه می آورد که بخشی از آن ها را می توانید در پادکست The Habitat  بشنوید.

شبیه سازی در مجاورت گرانشی که در فضا نیست

پروژه Hi-Seas یکی از چندین و چند پروژه مختلفی است که در سراسر جهان به منظور بررسی شرایط سفرهای دور و دراز فضایی در حال اجرا است. اما با همه سخت گیری های ممکن این آزمایش‌ها تفاوت مهمی با سفری واقعی به فضا یا اقامت دایمی در جایی مثل مریخ و ماه دارند: همه آنها روی زمین و در معرض گرانش سیاره مادری ما اتفاق می افتد.

یکی از مشکلات بزرگ پیش روی انسان برای سفر طولانی به فضا و همچنین اقامت بر ماه یا مریخ یا هر جرم دیگری غیر از زمین مساله مواجه با گرانش متفاوت آن است.

به خصوص زمانی که قرار است اندکی آینده نگرانه به سفر از زمین و اقامت در شهرک های مریخی یا ماه نگاه کنید، این روند اهمیت بیشتری پیدا می کند.

بدن ما در فرآیند تکامل خود را با شرایط زیست روی سیاره زمین و در مجاورت گرانش آن تطبیق داده است. حیات روی سیاره ما و به طور خاص شاخه ای از آن که در نهایت منجر به ظهور انسان روی زمین شد، تکامل خود را در این شرایط طی کرده است و در فرآیند انتخاب طبیعی، در نهایت به بهینه ترین حالت ممکن برای زیستن در این شرایط رسیده است.

زمانی که ما عازم فضا می شویم و به خصوص زمانی که تصمیم داریم زندگی طولانی مدتی را در فضایی با گرانش اندک تجربه کنیم، در واقع علیه تاریخی طولانی از تکامل سر به شورش می آوریم.

مشکلات ریز گرانش

بدن ما در شرایط گرانش اندک گونه دیگری رفتار می کند. از آغاز برنامه های فضایی تا کنون بررسی و مطالعه اثرات زیست طولانی درباره تاثیرات چنین اقامتی صورت گرفته است. امروز ما اطلاعات بسیار بیشتری نسبت به آغاز دوره کاوش های فضایی درباره تاثیرات اقامت طولانی مدت در فضا داریم؛ اما هنوز هم نادانسته‌های زیادی پیش روی ما قرار دارد که ممکن است مانعی جدی در مسیر اقامت طولانی ما بر ماه یا مریخ قرار دهد.

بخشی از آن چیزی که می‌دانیم از این قرار است؛ اقامت در شرایط ریز گرانش باعث می شود تا فشاری که به طور دایم بر روی عضلات ما وارد می شود برداشته شود. به همین دلیل فرآیند تحلیل ماهیچه های ما سرعت می گیرد و حتی ورزش های سنگین فضانوردان نیز نمی‌توان به طور کامل جلوی تحلیل ماهیچه را بگیرد.

برخی از مطالعات صورت گرفته روی فضانوردان در ایستگاه فضایی نشان می دهد در غیاب گرانش زمین استخوان ها با نرخ یک درصد در ماه چگالی و تراکم خود را از دست می دهند. در مقام مقایسه افراد سالمند مبتلا به پوکی استخوان در هر سال حدود یک و نیم درصد تراکم استخوانی خود را از دست می دهند.

افزایش تراکم بافت عضله یا تراکم استخوان می تواند امکان زندگی ساده تری را برای نخستین نسل های مهاجران از زمین فراهم آورد.

توزیع مایعات درون بدن در غیاب گرانش تغییر می‌کند از جمله خون در بدن شما توزیع متفاوتی در غیاب گرانش زمین دارد. مقدار بیشتری از جریان خون شما به سمت سر حرکت می کند و باعث فشار به سر و ایجاد مشکل برای چشمان  شما می شود. فرآیند از دست دادن تراکم استخوان منجر به آزاد شدن املاح معدنی در بدن می شود و در نتیجه این فرآیند منجر به شکل گیری سنگ کلیه و مثانه و در نتیجه ایجاد عفونت های مثانه  و کلیه می شود. یکی دیگر از تاثیرات زیستن در گرانش اندک از دست دادن جهت یابی فضایی و هماهنگی عملکرد توانایی های حرکتی است.

تغییر میزان فشار بر ماهیچه ها از جمله بر یکی از مهم ترین ماهیچه های بدن شما، قلب نیز اثر می گذارد و در امکان بروز برخی از بیماری های قلبی و عروقی را افزایش می دهد.

برای برخی از این مشکلات تا کنون شناخته شده، راه حل هایی پیشنهاد شده است. برای مثال افزایش ساعت فعالیت های بدنی در فضا، استفاده از مکمل های غذایی و دارویی و مشابه آن.

اما شاید این راه حل ها برای اقامت های طولانی مناسب نباشد. به خصوص اگر زمانی ایده مستعمره سازی مریخ یا ماه واقعیت بیابد ما با احتمال سفر فضانوردانی مواجهیم که همه عمر خود را در مقصد سپری می کنند.

شاید اگر زمان کافی به بدن برای سازگاری با محیط بدهیم در طول چند نسل امکان سازگاری میان شرایط بدن و محیط فراهم شود.

برای مثال نسل دوم و سومی که در ماه یا مریخ به دنیا می آیند شاید توانایی سازگاری بیشتری داشته باشند. با این وجود باز هم برخی از سازگاری های زمان بسیار بیشتری را طلب می کند.

دخالت غیر طبیعی برای زیستی طبیعی

اینجا است که یکی از شاخه‌های تازه مهندسی ژنتیک ممکن است به کمک مسافران آینده فضا بیاید.

کریسپر – کس ۹ (CRISPR Cas-9) در واقع بخشی از ساختار دفاعی است که درون خانواده ای از باکتری ها کشف شد. این ماشین، مانند نوعی دستگاه جوینده، رشته دی ان ای هدف را مورد بررسی قرار می دهد و دقیقا در جایی که نیاز دارد این رشته را می برد. مجهز کردن این ماشین زیستی به یک RNA راهنما کمک می کند تا نه تنها ما با دقت نسبتا قابل قبولی بخشی از رشته دی ان ای را ببریم که این توانایی را به ما می دهد که آن را با ترکیبی از حروف مورد نظر خود جایگزین کنیم.

برای مثال می دانیم که الفبای تشکیل دهنده دی ان ای ما نقشی مستقیم در تعیین میزان تراکم استخوان یا حجم ماهیچه های ما دارند. البته این ویژگی ژنتیکی همه چیز نیست و برای مثال تمرین های ورزشی و سبک زندگی نیز در محصول نهایی نقش دارد اما اگر ما بتوانیم به کمک دستکاری ژن تعریف کننده تراکم استخوان برای فضانوردان آینده و نسل بعدی آن‌ها حد این تراکم را افزایش دهیم ،بخشی از مشکلاتی که آن در سفر خود با آن مواجه هستند را کاهش خواهیم داد.

افزایش بافت عضله و تغییر روند از بین رفتن آن می تواند امکان زندگی ساده تری را برای نخستین نسل های مهاجران از زمین فراهم آورد.

البته این تغییرات ژنتیکی هنوز جنبه نظری دارند با وجود آزمون های  فراوانی که روی گیاهان حیوانات و حتی انسان صورت گرفته تحقیقات برروی دقت، اثرات جنبی ناخواسته و بازه تاثیرگذاری روش کریسپر ادامه دارد.

کریسپر – کس ۹ فناوری تازه ای است که از سال ۲۰۱۲ به جهان معرفی شد، اما به سرعت در حال رشد و تغییر است.

هزینه اندک، دقت بالا و گستردگی کاربرد آن را تبدیل به یکی از مهم ترین فناوری های زیستی دوران معاصر کرده است.

شاید تا زمانی که نخستین مسافران مهاجر از زمین برای سفر خود آماده شوند، این فناوری نیز به حدی رشد یافته باشد که بتوان با خیالی آسوده آن را برای مسافران این سفر تجویز کرد.

و البته که کاربرد این موضوع تنها به فضانوردان خلاصه نمی شود. دستکاری دقیق ژنتیکی و تنظیم کدهای زیستی می تواند نسل تازه ای از گیاهان را برای کشت در شرایط نامساعد مریخ و ماه و در شرایط گرانش آماده کرده و حتی برای پرورش دام در صوتر نیاز در چنین شرایطی به کار گرفته شود.

هجرت از زمین، قدم گذاشتن بر دوش فناوری های بسیار

نکته مهم تر اما این است که اگر روزی چنان سفر بزرگی آغاز شود، بر پایه و بر دوش فناوری های مختلفی بادبان خواهد افراشت. سفر و اقامت در فضا بهترین های مردم زمین و اندیشه های آن ها در حوزه های مختلف را می طلبد تا در کنار هم کار کنند. و همین هم سفر به فضا را – اگر بتوان آن را از آلودگی سیاست و ساختار نظامی و سودجویی مالی دور نگاه داشت- شاید بتوان مهم ترین تجربه پیش روی بشر و انسانی ترین فعالیت انسان معاصر دانست.

دیدگاه‌ها

  1. مطمئنا اگه کریسپر کس ۹ به چنان حدی از پیشرفت برسه که بشه با اون تغییراتی رو بیلوژی داد تا این امکان فراهم بشه که فضانوردان سفرهای طولانی برن بدون آسیب جسمی، اونوقت از این فناوری برای اهداف غیر انسانی هم استفاده خواهد شد. چون که انسان دو رو داره، شر و نیکی

    1. بله نگرانیهای جدی درباره سو استفاده زا این فناوری وجود دارد که اتفاقا یکی از افراد که بیشترین صحبت را درباره نگرانی ها کرده یکی از بانیان این روش جنیفر دودنا است. ضمن اینکه ما از نظر تئوری چندان فاصله ای با این مرز مهم نداریم

پاسخی بگذارید

*

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.