تحمل شگفت‌انگیز مگس‌های میوه در برابر گرانش شدید

دانشمندان مگس‌های میوه را در سانتریفیوژ چرخاندند و شاهد تاب‌آوری آنها در برابر گرانشی ۱۳ برابر گرانش زمین بودند.

انسان‌ها تنها می‌توانند دوره‌های کوتاهی از نیروی گرانشی شدید را تحمل کنند. خلبانان جنگنده آموزش می‌بینند تا بارهای گرانش (g) بالا را تحمل کنند، اما حتی آن‌ها هم فراتر از ۹ جی دچار مشکل می‌شوند. در سطوح بالاتر، خون از مغز خارج می‌شود و در عرض چند ثانیه فرد بیهوش می‌شود. قرار گرفتن طولانی‌ مدت در معرض این شرایط نیز خطرناک و هنوز به‌ خوبی درک نشده است. به ‌ویژه در طول پروازهای فضایی و بازگشت دوباره به جو.

به نقل از آی‌ای، اکنون، پژوهش جدیدی از دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید نشان می‌دهد که زیست‌شناسی سایر موجودات ممکن است سازگارتر از آن چیزی باشد که انتظار می‌رود. دانشمندان مگس‌های میوه را با استفاده از یک سانتریفیوژ در معرض نیروهایی تا ۱۳ جی قرار دادند و به ‌جای فروپاشی، شاهد زنده ماندن این حشرات و تولیدمثل آنها بودند. این مگس‌های میوه در نهایت رفتار طبیعی خود را بازیافتند.

قرار دادن مگس‌ها در شرایط سخت

پژوهشگران از یک سانتریفیوژ سفارشی برای شبیه‌سازی اَبَرگرانش استفاده کردند. این سامانه نیروهایی بسیار فراتر از گرانش زمین را شبیه‌سازی می‌کرد. گروه محققان با استفاده از حسگرهای فروسرخ حرکت را دنبال کردند.

سانتریفیوژ مانند یک چرخ‌وفلک است. هرچه سریع‌تر حرکت کنید، بیشتر احساس می‌کنید به سمت بیرون کشیده می‌شوید و این همان اَبَرگرانش است.

نتایج، پژوهشگران را شگفت‌زده کرد. در گرانش ۴ جی، مگس‌ها پس از ۲۴ ساعت بسیار فعال شدند. در سطوح بالاتر مانند ۷ جی، ۱۰ جی و ۱۳ جی، فعالیت به ‌طور چشمگیری کاهش یافت.

وقتی مگس‌ها به مدت ۲۴ ساعت چهار برابر گرانش زمین، یا ۴ جی را تجربه کردند، بیش‌فعال شدند. اما در سطوح بالاتر ۷ جی، ۱۰ جی و ۱۳ جی، الگو برعکس شد: به‌جای بیش‌ فعال شدن، مگس‌ها کم‌تحرک‌تر شدند و به همان اندازه بالا نرفتند.

گروه تحقیق به مواجهه‌های کوتاه‌مدت بسنده نکرد. آن‌ها مگس‌ها را در تمام طول عمرشان و حتی در نسل‌های بعدی دنبال کردند. پس از ۲۴ ساعت در گرانش ۴ جی، مگس‌ها برای هفته‌ها بیش‌فعال باقی ماندند. در نهایت، آن‌ها به رفتار طبیعی بازگشتند. مگس‌هایی که در معرض گرانش‌های بالاتر قرار گرفتند نیز با گذشت زمان بهبود یافتند.

این یافته‌ها به سامانه‌ای اشاره دارند که تحت فشار سازگار می‌شود، نه این‌ که از کار بیفتد. ممکن است مغز نحوه مصرف انرژی را تنظیم کند.

محققان می‌گویند: ما معتقدیم آنچه می‌بینیم، این است که گرانش مستقیما وارد تصمیم‌گیری مغز درباره نحوه استفاده از انرژی و حرکت می‌شود. این تعیین می‌کند که آیا عمل کند یا انرژی را حفظ کند.

پژوهشگران همچنین تغییراتی در ذخیره چربی و سوخت‌وساز مشاهده کردند. مصرف انرژی همراه با الگوهای حرکتی افزایش و کاهش یافت.

پیامدهای این مطالعه برای سفرهای فضایی

این مطالعه داده‌های تازه‌ای درباره این‌ که گرانش چگونه زیست‌شناسی را شکل می‌دهد، ارائه می‌دهد. بیشتر پژوهش‌ها بر ریزگرانش در فضا متمرکز بوده‌اند. این کار به بررسی سوی مقابل، یعنی شرایط افراطی گرانش بالا می‌پردازد.

گروه تحقیقاتی حتی مگس‌های میوه را برای ۱۰ نسل در شرایط اَبَرگرانش پرورش داد. این حشرات در زیر فشار مداوم زنده ماندند، جفت‌گیری کردند و تولیدمثل داشتند. این تاب‌آوری بلندمدت، فرضیات درباره محیط‌های افراطی را به چالش می‌کشد.

این یافته‌ها می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند بدن انسان چگونه به شرایط گرانشی شدید پاسخ می‌دهد؛ از جمله خلبانان جنگنده و فضانوردانی که به زمین بازمی‌گردند.

ارتباط میان گرانش، فیزیولوژی و مصرف انرژی با رایج‌تر شدن سفرهای فضایی، اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد. با پیشبرد ماموریت‌هایی مانند آرتمیس ۲ که انسان‌ها را به اعماق بیشتری در فضا می‌برد، درک اثرات گرانش حیاتی‌تر می‌شود. این پژوهش نشان می‌دهد که حیات ممکن است بهتر از آنچه انتظار می‌رود سازگار شود، حتی در برابر نیروهایی که بسیار افراطی به نظر می‌رسند.

منبع: ایسنا