Комары в космосе. Эксперимент Space Midge

Высушенные, но живые личинки комаров стали объектами российско-японского космического эксперимента Space Midge («Космический комар»), проведённого на Международной космической станции (МКС).

Личинки комара-звонца, известные под названием «мотыль», обладают способностью длительное время существовать в состоянии криптобиоза — практически полного обезвоживания и быстро возвращаться к жизни в благоприятных условиях. Организаторы российско-японского космического эксперимента Space Midge решили посмотреть, как происходит выход из криптобиоза в космосе. Объектом стали личинки африканского комара-звонца, в организме которых при высушивании вода заменяется молекулами трегалозы (дисахарида на основе глюкозы) и рядом других биомолекул, которые «консервируют» живые ткани при высушивании.

Эксперимент, организованный Институтом медико-биологических проблем РАН (ИМБП РАН) в рамках долгосрочной совместной программы российского и японского космических агентств, начался 5 февраля 2014 года, когда космический корабль «Союз» с мотылём на борту отправился к МКС. Спустя две недели японский космонавт Коиши Ваката оживил криптобиотические личинки, смочив их водой. Исследователей интересовал вопрос, как развиваются личинки комара в условиях микрогравитации и повышенного радиационного фона.

Вторую партию личинок сразу после оживления в космосе законсервировали для генетических исследований и вместе с первой отправили обратно на Землю, чтобы посмотреть, как повлияло на мотыля пребывание на МКС. Генетические исследования в рамках эксперимента Space Midge проводятся сразу в нескольких научных центрах — в Институте агробиологических наук (Япония), ИМБП РАН и Казанском федеральном университете. Это первый генетический анализ оживлённых в космосе криптобиотических организмов, входе которого исследователи планируют оценить чистый эффект космического пространства на организм.

«Эксперимент Space Midge прошёл успешно, — говорит Олег Гусев, руководитель лаборатории «Экстремальные среды и адаптации», созданной на базе Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета. — Впервые была показана возможность полного цикла метаморфоза у водных насекомых и, насколько я знаю, насекомых вообще в условиях космического полёта».

Гусев рассказал, что в начале апреля исследователи закончили наземную часть эксперимента, в которой высушенные личинки комаров также оживили, чтобы проследить за их развитием. «Мы сравниваем процессы оживления в космосе и на Земле. Пока могу сказать одно: наличие "верха и низа" на Земле помогает личинкам и куколкам правильно ориентироваться. В космосе личинки ориентируются не на гравитацию, а на раздел сред вода — воздух, что для них не очень обычно, но они адаптируются. Хотя моторика движений изменяется».

На этом эксперименты с высушенными личинками комаров в космосе не закончились. В ближайшее время в рамках программы «Expose-R2», разработанной Европейским космическим агентством (ЕКА) и Роскосмосом, личинки комаров окажутся в открытом космосе — на российском модуле «Звезда». В новом эксперименте предполагается выяснить, что происходите микроорганизмами, обитающими внутри личинок. Способны ли они выживать в условиях вакуума и космической радиации, пользуясь «услугами» личинки-хозяина.

«Это программа по анализу самых устойчивых к неблагоприятным условиям земных организмов в условиях открытого космоса. Мы знаем, что личинки вполне способны выдерживать открытый космос», —говорит Олег Гусев.

Отметим, что ранее, в 2013 году, на МКС была установлена оранжерея «Лада-2», с помощью которой предполагается изучать реакции адаптации растений в космосе. На данный момент эксперименты с растениями в оранжерее «Лада-2» не проводятся, но планируются на 2015 год. Будет сделана попытка вырастить сладкий перец, томаты и карликовый рис, которые затем проанализируют на предмет работы их генетического аппарата. Дело в том, что растения во время длительных космических полётов могут выступать в роли живых биосенсоров, по которым можно судить о процессах в организме живых существ во время полёта и определять риски для людей, связанные с длительным пребыванием в космосе. Предыдущие космические эксперименты показали, что генетический аппарат растений реагирует на неблагоприятные изменения в окружающей среде. Так, во время проведения эксперимента на борту МКС с японским салатом мизуна содержание этилена в атмосфере станции, как показали измерения, было повышенным. Это сразу отразилось на работе соответствующих генов растения.

Сейчас участники биомедицинских космических исследований разрабатывают ещё один научный проект, в котором будут задействованы уже млекопитающие. Предполагается изучить процессы, происходящие во время спячки животных, в частности сонь.