كشف بحث جديد عن طريقة أخرى تؤثر بها رحلات الفضاء على جسم الإنسان، إذ كشفت دراسة أن السفر إلى الفضاء يسرع من شيخوخة الخلايا الجذعية المكونة للدم الضرورية لصحة الدم والجهاز المناعي.

واتضح ذلك من خلال إرسال عينات خلايا جذعية أخذت من نخاع عظام متبرعين، ونقلت على متن أربع بعثات لشركة “سبيس إكس” إلى محطة الفضاء الدولية لإعادة تزويدها بالإمدادات.

وراقب العلماء في الدراسة الممولة من إدارة الطيران والفضاء الأميركية “ناسا” العينات لمتابعة التغيرات التي حدثت خلال البعثات التي استمرت من 30 إلى 45 يومًا في كانون الأول/ كانون الأول 2021 وتموز/ تموز وتشرين الثاني/ تشرين الثاني 2022 وآذار/ آذار 2023. وقارنوا هذه العينات بأخرى ظلت على الأرض من المتبرعين نفسهم.

أدلة على شيخوخة أسرع

وتبين أن الخلايا التي أرسلت إلى الفضاء فقدت بعضًا من قدرتها على تكوين خلايا جديدة سليمة، وأصبحت أكثر عرضة لتلف الحمض النووي، كما أظهرت أدلة على شيخوخة أسرع في نهايات الكروموسومات، والتي تشبه الخيوط الملتفة وتحمل المعلومات الوراثية من خلية إلى أخرى.

وعزا الباحثون هذه التغيرات إلى الجاذبية شبه المنعدمة وزيادة التعرض للإشعاع خلال رحلات الفضاء. والخلايا الجذعية هي خلايا داخل الجسم يمكن أن تتطور إلى أنواع مختلفة من الخلايا.

وتنتج الخلايا التي خضعت للدراسة -والتي تسمى الخلايا الجذعية المكونة للدم والخلايا السلفية- جميع خلايا الدم في نخاع العظم، وهي تلك الأنسجة الرخوة الموجودة داخل العظام.

وتشمل خلايا الدم في نخاع العظم: خلايا الدم الحمراء التي تحمل الأكسجين، وخلايا الدم البيضاء التي تمثل جزءًا من الجهاز المناعي وتحارب العدوى، والصفائح التي تخثر الدم.

ويمكن للخلل الوظيفي في تلك الخلايا أن يقلص من قدرة الجسم على إصلاح الأنسجة التالفة، ويقلل من مراقبة الجهاز المناعي لرصد السرطان، ويخفض القدرة على مكافحة العدوى ويقلل سنوات عمر الشخص.

ويقول الباحثون إن الخلايا تكون مفرطة النشاط أثناء الرحلات الفضائية، مما يؤدي إلى استنزاف احتياطياتها، واستنفاد قدرتها على الراحة والتعافي، وهي خاصية تتيح للخلايا الجذعية التجدد بمرور الوقت.

وظهرت عليها أيضًا علامات التهاب وإجهاد داخل الميتوكندريا (الحبيبات الخيطية)، التي تولد الطاقة في الخلية، وبدأت في تنشيط أقسام خفية من الجينوم تبقى عادة هادئة للحفاظ على الاستقرار.

تأثيرات متباينة

ووجد الباحثون في الدراسة التي نشرت هذا الشهر في دورية “سيل ستيم سيل” اختلافات في طريقة استجابة الخلايا الجذعية للسفر إلى الفضاء اعتمادًا على المتبرع.

وقالت كاتريونا جيميسون الأستاذة في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا سان دييغو ومديرة معهد ستانفورد للخلايا الجذعية في الجامعة ورئيسة الدراسة: “تضاءلت قدرة الخلايا الجذعية على التجدد، ولكن مع بعض التباين بين المتبرعين بنخاع العظام، مما يشير إلى أن عوامل القدرة على مواجهة الشيخوخة تنشط في الخلايا الجذعية لبعض الأفراد دون غيرهم”.

وخلافًا لما يحدث على الأرض، حيث يوفر الغلاف الجوي والمجال المغناطيسي للكوكب درعًا واقية من الأشعة الكونية، يتعرض رواد الفضاء لإشعاع عالي الطاقة يتخلل الكون.

ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تلف الحمض النووي، وزيادة خطر الإصابة بالسرطان، والآثار التنكسية العصبية، ومشاكل القلب والأوعية الدموية واختلال الجهاز المناعي.

وقالت جيميسون إن فهم التغيرات التي تمر بها الخلايا الجذعية المكونة للدم، يمكن أن يساعد في توجيه سبل حماية رواد الفضاء من هذه التداعيات، خلال البعثات طويلة الأمد.

وأضافت: “اكتشفنا مقومات رئيسية لمرونة الخلايا الجذعية البشرية يمكن تعزيزها قبل وأثناء وبعد الرحلات الفضائية”.

خلال خمسينيات وستينيات القرن الماضي، وجدت الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي نفسيهما في خضمّ سباق فضائي محموم، حيث حاول كلّ منهما التغلّب على الآخر عبر تحقيق أول رحلة فضائية وإطلاق مهمات مدارية مأهولة، قبل الهبوط بطاقم بشري على سطح القمر في نهاية المطاف.

واعتمد كلا البلدين على إرسال الحيوانات كوسيلة لدراسة تأثير رحلات الفضاء على الكائنات الحية.

فمع اختراع الصواريخ الأولى، لم يكن إرسال البشر إلى الفضاء سوى مسألة وقت، وبالتالي كان يتعيّن على العلماء فهم المخاطر والمشاكل التي قد يواجهها روّاد الفضاء خارج الأرض، وكيفية منعها أو معالجتها.

وبالفعل، مهّدت مجموعة من الحيوانات المختلفة الطريق إلى الكون اللانهائي، رغم تضحيتهم بحياتهم.

ما هي الحيوانات التي أُرسلت إلى الفضاء؟

ربما تكون الكلبة “لايكا” أشهر رائد فضاء من غير البشر على الإطلاق، إلا أنّها لم تكن الحيوان الأول الذي سافر إلى الفضاء.

1- ذبابات

أول الحيوانات التي سافرت إلى الفضاء كانت مجموعة من ذباب الفاكهة، أُطلقت إلى ارتفاع 42 ميلًا على متن صاروخ “V-2” الذي طوّره الألمان خلال الحرب العالمية الثانية، ثمّ استخدمه لاحقًا علماء عسكريون أميركيون في 20 شباط/ شباط 1947.

وكانت هذه الذبابات من نوع “ذبابة الفاكهة السوداء البطن” (Drosophila melanogaster)، ورافقتها أكياس من بذور الجاودار والقطن كجزء من تجربة لدراسة آثار الأشعة الكونية على الكائنات الحية.

وهبطت حاوية الذباب بالمظلة على الأرض، وتمّت استعادة الحشرات وهي بصحة جيدة.

2- قرود وكلاب

أرسل باحثون أميركيون مجموعة من القرود والفئران إلى الفضاء بين عامي 1948 و1951، لتكون أولى الفقاريات التي أُرسلت خارج الأرض.

ففي 14 حزيران/ حزيران 1949، انطلق قرد ريسوس يُدعى “Albert II” إلى ارتفاع 83 ميلًا في صاروخ “V-2″، ونجا من الرحلة لكنّه مات عند الاصطدام، وفقًا لموقع “Universe Today“.

وبعد عام، أطلقت الولايات المتحدة فأرًا وصوّرت سلوكه في حالة انعدام الوزن، لكنّه لم يُعثر عليه حيًا هو الآخر.

وكان الاتحاد السوفيتي أوفر حظًا في 22 تموز/ تموز 1951، إذ أطلق كلبين يُدعيان “Tsygan” و”Dezik” إلى مسافة 62 ميلًا في الفضاء، ليكونا أول كلبين يُطلقان إلى الفضاء، وفقًا لموسوعة “غينيس” للأرقام القياسية.

وبعد شهرين، أطلقت الولايات المتحدة القرد “Yorick” مع 11 فأرًا. لكنّ القرد مات بعد أن ارتفعت درجة حرارة كبسولته تحت شمس نيو مكسيكو خلال عملية استرجاعه، بينما نجا تسعة من الفئران، وفقًا لموقع “Space“.

وفي 29 تموز/ تموز من العام نفسه، أُرسل “Dezik” في رحلة شبه مدارية أخرى برفقة كلبة تُدعى “Lisa”، لكن كلاهما لم ينجُ بسبب فشل فتح مظلة الكبسولة أثناء العودة.

وبحلول عام 1954، تمّ إرسال الكلبين “Lisa 2″ و”Ryzhik” في مهمة جديدة إلى الفضاء، حيث وصلا إلى ارتفاع بلغ 100 كيلومتر، وجرى استرجاعهما بنجاح، وفقًا لموقع “Medium“.

3- الكلبة “لايكا” أول من دار حول الأرض

في 3 تشرين الثاني/ تشرين الثاني 1957، حمل المسبار السوفيتي “سبوتنيك 2” الكلبة “لايكا” (Laika)، لتكون أول كائن ثديي يدور حول الأرض، وفقًا لموقع وكالة الفضاء الأميركية “ناسا“.

لكن “لايكا” ماتت في كبسولتها المدارية بعد سبع ساعات من إطلاقها، جراء إصابتها بالذعر والإنهاك الحراري.

ولم تُتخذ أي ترتيبات لإعادتها إلى الأرض حيّة، ما أثار جدلًا واسعًا في الغرب حول أخلاقيات التضحية بالحيوانات من أجل تقدّم العلم.

4- آخر الكلاب في الفضاء

في 2 تموز/ تموز 1959، شاركت الكلبتان “Otvazhnay” و”Snezhinka” والأرنبة “Marfusha” في تحليق فضائي، وفقًا لموقع “Granger“.

وفي عام 1960، استُعيد مسبار “سبوتنيك 5” السوفيتي، وكان يحمل كلبين يُدعيان “Belka” و”Strelka”، بالإضافة إلى أرنب رمادي و42 فأرًا وجرذان وذباب والعديد من النباتات والفطريات.

وفي 9 آذار/ آذار 1961، انطلقت المركبة “سبوتنيك 9” إلى الفضاء وعلى متنها كلب يُدعى “Chernushka”، بالإضافة إلى دمية وفئران وخنزير، وفقًا لموقع “Universe Magazine“.

وبعدها بأيام، أكملت الكلبة “Zvyozdochka” مدارًا حول الأرض على متن مركبة “سبوتنيك 10” برفقة دمية فضائية، وذلك قبل يوم واحد فقط من رحلة يوري غاغارين التاريخية في 12 نيسان/ نيسان 1961، والتي أصبح فيها أول رجل يسافر إلى الفضاء، وفقًا لموقع “Medium“.

وذكر موقع “Leader of the Pack Dog Training” أنّ “Zvyozdochka” هي آخر كلب يُطلق إلى الفضاء، بعد نجاح أولى الرحلات المأهولة بالبشر.

وفي العام نفسه، ورغم توترات الحرب الباردة، منح رئيس الوزراء السوفيتي نيكيتا خروتشوف جروة الكلبة “Strelka” هدية إلى كارولين، ابنة الرئيس الأميركي جون كينيدي.

وأنجبت الجروة “Pushinka” كما كانت تُعرف، أربعة جراء من الكلب الخاص بالرئيس كينيدي “تشارلي” (Charlie). وأطلق الرئيس كينيدي على الجراء اسم “Pupniks”.

ولاحقًا، منح كينيدي اثنين من جراء “Pushinka” لأطفال أميركيين كتبوا رسالة إلى زوجته جاكي، طلبوا فيها إتاحة الفرصة لهم للاعتناء بالكلبين الصغيرين.

وعندما اغتيل كينيدي عام 1963، مُنحت “Pushinka” إلى أحد البستانيين العاملين في البيت الأبيض، ثم أنجبت مجموعة أخرى من الجراء.

حثّ الرئيس الروسي فلاديمير بوتين قيادات قطاع الفضاء يوم الجمعة على المضي قدمًا في جهود لتطوير محركات صواريخ تعزيز لمركبات الإطلاق الفضائية والبناء على سمعة روسيا الطويلة الأمد في ريادة مجال تكنولوجيا الفضاء.

والتقى بوتين في مدينة سمارا بجنوب روسيا متخصصين في القطاع وقام بجولة في مصنع لتصنيع محركات الطائرات.

روسيا “قوة رائدة في قطاع الفضاء”

ونقلت وكالات أنباء روسية عن بوتين قوله: “إن روسيا لا تزال قوة رائدة في تطوير قطاع الفضاء”. 

وأشار الرئيس الروسي إلى أنه “من المهم تجديد القدرة الإنتاجية باستمرار فيما يتعلق بمحركات صواريخ التعزيز”.

وأضاف “من خلال ذلك، يجب ألا نلبي احتياجاتنا الحالية والمستقبلية فحسب، بل يجب أن نتحرك بنشاط في الأسواق العالمية وأن نكون منافسين ناجحين”. 

ولفت بوتين إلى نجاح روسيا في تطوير ابتكارات في مجال إنتاج المحركات، لا سيما في قطاع الطاقة، على الرغم من فرض الدول الغربية عقوبات مرتبطة بحرب موسكو على أوكرانيا في 2022.

أعاد فريق من الباحثين الفرنسيين تكوين شجرة عائلة الكوندريتات من النوع “إل” (L)، وهي من أكثر النيازك التي تسقط على كوكب الأرض، ويُعتقد أنها مرتبطة بثلاث عائلات على الأقل من الكويكبات.

ويُقدَّر عدد النيازك التي تصطدم بكوكب الأرض بنحو 30 ألفًا سنويًا. 

كيف نشأت النيازك؟

وتنشأ هذه النيازك من جسم يشكّل الأصل، وقد يكون مثلًا كوكبًا أو كويكبًا، انفصل عنه النيزك إثر اصطدام قوي بجسم آخر.

ويسعى العلماء منذ عقود إلى ربط هذه النيازك بأجسامها الأصلية، وخصوصًا بعائلات الكويكبات التي تُشكل الحزام بين المريخ والمشتري.

وفي دراسة نشرتها الجمعة مجلة “نيتشر أسترونومي”، ركّز فريق فرنسي يضمّ باحثين من المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي، والمركز الوطني للبحوث العلمية، وجامعة السوربون، ومركز البحوث الصخرية والجيوكيميائية في نانسي، ومرصد كوت دازور، على الكوندريتات من النوع “إل” التي تحتوي على نسبة متوسطة من الحديد.

وتُمثل هذه النيازك 35% من المجموعات، لكن أصلها لا يزال “موضع جدل كبير” في الأوساط العلمية، وفقًا لما ذكرته المعدّة الرئيسية للدراسة مارين سيوكو.

وأجرى الباحثون تحليلًا لثمانية نيازك كوندريت من النوع “إل” جُمعت من الصين وأستراليا والصحراء الكبرى، تتميز بأن آثارًا عدة تظهر عليها للصدمات التي حدثت أثناء قذفها. وتحتوي هذه الآثار على مؤشرات قيّمة.

وخلال هذه الصدمات، يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة ألفَي درجة، مما يؤدي إلى ذوبان الصخور محليًا. 

وقالت سيوكو: “يُعاد تشكيل المعدن بالكامل، ويعاد ضبط الكرونوميتر الراديوي، أي أزواج الذرات التي تتيح تحديد عمره”.

وأضافت أن هذه الصدمات، بناء على مدتها، تُحدث أيضًا تباينات كيميائية في المعادن، مما يُتيح استنتاج حجم الكويكب الأصلي.

سلسلة اصطدامات

واستخدم الباحثون أيضًا بيانات جُمعت من سقوط نيازك حديثة لتتبع مسارها وتقدير منطقة نشأتها في حزام الكويكبات الرئيسي، بهدف تحديد الأجسام التي يتوافق تركيبها مع تركيب الكوندريتات من النوع “إل”.

وأظهرت النتائج التي توصل إليها الباحثون سيناريو أكثر تعقيدًا مما كان يُعتقد سابقًا.

فقد كان الظن سائدًا بأن الكوندريتات من النوع “إل” تنشأ من جسم بدائي قطره نحو 320 كيلومترا تَشكّل في بداية النظام الشمسي قبل 4,5 مليارات سنة، قبل أن يتعرض لاضطراب كبير قبل 470 مليون سنة.

لكنّ الباحثين طرحوا سيناريو “سلسلة اصطدامات“، وقعت قبل 4500 و4470 و700 و470 و100 مليون سنة. 

ويُنتج هذا السيناريو “ثلاث عائلات من الكويكبات على الأقل” نشأت منها النيازك الموجودة على الأرض.

أول انقراض جماعي

ويُعتقد أن الكوندريتات التي يبلغ عمرها 470 مليون عام، نتجت عن اصطدامين منفصلين بين “جيفيون 2” و”جونو”، أحد أكبر الكويكبات في الحزام والذي لا يزال يرسل نيازك إلى الأرض بانتظام.

وأدى هذان الاصطدامان المتزامنان إلى تدفق نيزكي، عُثر على آثاره في طبقات جيولوجية تعود إلى نهاية العصر الأوردوفيشي، قبل 466 مليون عام.

وكانت هذه اللحظة مفصلية في تاريخ كوكب الأرض، تميزت بعصر جليدي وأول انقراض جماعي، عندما كانت الحياة تقتصر على الحياة البحرية.

ويعود تاريخ حلقة جليدية أخرى، وهي الكريوجينية، إلى 700 مليون عام، وهو التاريخ الذي حدده فريق البحث لاصطدام آخر، ربما أدى إلى تكوين عائلة نيسا-بولانا. وهذا يشير أيضًا إلى وجود صلة محتملة بين هذه الظواهر المناخية ورواسب النيازك.