Хвостатые покорители Вселенной: собаки открыли путь а мыши прокладывают дорогу
Двухлетняя Лайка была спокойной, ласковой дворнягой. Те, кто готовил ее к полету, потом признавались - очень жалко ее было. Но... Спустя месяц после полета первого искусственного спутника Земли (началом космической эры человечества считается день его запуска - 4 октября 1957 года) Советский Союз сделал еще один фантастический рывок. 3 ноября (к 40-летию Великой Октябрьской революции - важная тогда дата!) на орбиту ушел второй спутник. С животным на борту.
Четвероногие испытатели
Экспериментировать на собаках ракетчики начали еще в 1951 году. На полигоне Капустин Яр (Байконур тогда даже строить не начинали) на ракетах запускали собак, потом контейнеры спускали на парашютах. Опыты были строго засекречены. Первой космической собакой, с которой сняли гриф "совершенно секретно", стала Лайка.
Из десятка тренированных "испытателей" отобрали сначала трех - Альбину, Лайку и Муху. Все космические псы были девочками: для них легче было сделать системы жизнеобеспечения.
- Альбина уже дважды летала и достаточно послужила науке, - вспоминал потом в беседе со мной главный космический доктор СССР Владимир Иванович Яздовский. - К тому же у нее были забавные щенки. Пожалели ее.
Выбор пал на Лайку.
3 ноября ТАСС сообщил, что на борту второго искусственного спутника Земли находится "герметичный контейнер с подопытным животным (собакой)". Имя собаки стало известно через день - Лайка. Первые полосы газет украсили ее фотографии.
Вот только агентство не писало, что к этому времени собака уже была мертва.
Прожила Лайка в космосе всего четыре витка - меньше шести часов. В конструкции ее кабины была допущена техническая ошибка. Переделывать было поздно. Почти сразу после выхода на орбиту контейнер с собакой начал нагреваться...
Зато ТАСС еще несколько дней рассылал новости о том, что полет проходит нормально, животное чувствует себя хорошо. И только через неделю написали, что собаку "усыпили в связи с завершением ресурса систем жизнеобеспечения".
Потом были еще старты собачьих экипажей. Самыми знаменитыми стали Белка и Стрелка. Им первым удалось отлетать на космическом корабле больше суток и вернуться домой живыми и невредимыми. Слава дворняг была так велика, что одного из щенков Стрелки, Пушка, отправили за океан жене американского президента Джона Кеннеди Жаклин.
Последний полет псов-испытателей состоялся 25 марта 1961 года. Звездочка полностью выполнила программу полета, который через 18 дней предстояло совершить Юрию Гагарину. Говорят, на одном из приемов первый космонавт пошутил: "Я до сих пор не пойму, кто я - первый человек в космосе или последняя собака".
Невесомость меняет организм
Казалось бы, с 1961 года прошло уже столько лет. На Международной космической станции сменилось более 50 долговременных экипажей. Люди не просто научились взлетать к звездам и возвращаться на Землю, но и подолгу жить в невесомости. Но ученым снова пришлось призывать на помощь животных, чтобы разобраться в загадках космоса. Почему? Об этом я расспрашивал ученого-биолога Владимира Сычева.
- Чему мы за это время научились? - переспрашивает меня ученый. - Научились содержать человека на околоземной орбите. Это примерно 400 км над Землей. Уровень радиационного воздействия здесь на два порядка выше, чем у нас с вами на Земле. Но все это не так страшно, как во время полета к той же Луне или Марсу.
Научились бороться с воздействием невесомости на космонавта. В полете уменьшаются мышечная и костная масса, перераспределяются жидкости в организме. Появляются вестибулярные расстройства.
Все эксперименты, которые проводились раньше, сначала на собаках, потом на других животных, в основном исследовали физиологические реакции организма. Результаты этих исследований позволили создать систему профилактики негативного действия невесомости. Были созданы тренажеры, специальные нагрузочные костюмы, системы, которые позволяли оттянуть кровь от головы.
В 1970 году "Союз-9" отлетал 18 суток. Космонавты Николаев и Севастьянов вернулись чуть живыми. А в середине 90-х врач Валерий Поляков отлетал полтора года. Он много времени уделял физическим нагрузкам, использовал все средства профилактики и вернулся в норме.
Теперь появилась возможность исследовать, как невесомость и другие факторы полета влияют на молекулярно-генетические системы организма. И оказалось, все не так, как мы думали!
Мы считали, что потеря мышечной и костной ткани связана только с отсутствием нагрузки и может быть компенсирована упражнениями космонавтов. А сейчас, когда мы смотрим результаты опытов на животных, видим, что на самом деле ответ организма на молекулярном уровне совершенно иной. Реагируют все ткани.
|
Во время экспедиции на Красную планету космонавты отупеют?
- А почему с собак перешли на грызунов? - спрашиваю я.
- Геном мышей на 90 процентов похож на геном человека. Многие процессы в наших организмах происходят одинаково. При этом мыши - хорошо изученные лабораторные животные.
Вот еще одно недавнее открытие. Выясняется, что в головном мозге животных во время невесомости резко снижается выделение веществ, которые отвечают за обучаемость. Мыши, которые пробыли 30 суток в полете, теряют способность к обучению процентов на 30 - 40. Причем это подтверждается и генетическими исследованиями.
А что такое 30 суток для мышей? Это полет человека к Марсу и обратно - 2 с лишним года, если перевести с мышиного века на человеческий. То есть мы должны понимать, что у человека при длительном пребывании в космическом полете может существенно снижаться работоспособность. И к этому нужно готовиться.
На мышах мы посмотрели, как работают в космосе артерии. И снова парадоксальная вещь. Мало того что в невесомости кровь к голове приливает, так еще, оказывается, перестает работать церебральная артерия, которая поставляет кровь к мозгу, теряется один из механизмов регуляции оборота жидкости внутри организма.
Вывод: к дальнему полету нужно готовить другие средства профилактики. Какие? Их еще нужно придумать.
Грызунов поднимут на 1000 км над Землей
- Мы готовимся выйти за пределы околоземной орбиты. К 2030 году собираемся быть на Луне, - продолжает ученый. - А что это значит? Это значит выход за магнитное поле Земли. На экипажи будут действовать другие радиационные условия, которые совершенно не исследованы. Мы сейчас можем смоделировать воздействие на человека одного из источников радиации - таковы наши технические возможности. А в космосе источники радиации разные. Они смогут проникнуть внутрь аппарата и комплексно действовать на космонавта. Реакция организма на одновременное воздействие разных источников радиации может быть разной. Мы не знаем какой. То есть мы не можем разработать новые системы профилактики. Нужно это исследовать.
Сейчас планируется запуск нового спутника с животными - "Бион-М" № 2. Он будет находиться на круговой орбите 800 - 1000 километров над Землей. Это в два с половиной раза выше, чем нынешняя орбита МКС.
- Кто полетит на втором "Бионе"?
- Основной экипаж - 60 мышей. Но готовятся и другие интересные эксперименты. Например, аккумулятор на основе жизнедеятельности бактерий. Ил и бактерии вырабатывают электричество. Смогут ли таким устройством воспользоваться космонавты? В общем, без земных животных и растений освоение космоса невозможно.
Новые загадки
Самцы для дафнии
- Есть такой рачок - дафния. Она умеет переживать неблагоприятные условия, - говорит Владимир Сычев. - Оплодотворенная яйцеклетка теряет воду, по сути, умирает, в ней в это время нет ни одной активной молекулы. В таком состоянии она может находиться долго - пока не появятся благоприятные условия для размножения. Мой коллега из питерского института зоологии Виктор Алексеев предложил послать эти сухие яйцеклетки дафнии на орбиту. Я думал, что ничего с ними не произойдет.
Отправили на месяц. Вернули. А процесс оживления пошел не так, как обычно!
Дафнии размножаются без самцов. Половое размножение у них начинается, только если в природе появляются серьезные изменения. Это такой механизм, чтобы увеличить вероятность выживания. Так вот, из летавших на орбиту клеток во втором поколении появились самцы! Что в сухой, мертвой клетке являлось приемником информации? Как она узнала, что находится в невесомости? Как это известие передавалось?
Или вот история с перепелками. Проводили такой эксперимент. Вывели на орбите птенцов. И оказалось, для того чтобы у них включились инстинкты, им нужна точка опоры. Без этого они не могут реализовать рефлексы. Через четверо суток они уже не могут развиваться, даже если их вернуть на Землю. То есть у нового поколения, которое появляется в невесомости, возникают серьезные проблемы.
Совсем недавно, года два назад, выяснилось, что даже рыбы реагируют на невесомость на генетическом уровне. Хотя, казалось бы, они живут в воде и фактически находятся постоянно в невесомости. Но и у них происходит то же самое, что и у сухопутных животных, - они теряют мышечную и костную ткани. Почему? Им-то это зачем? А вот, например, африканские комарики и мухи-дрозофилы спокойно переживают космические условия. Каким образом? Это тоже неизвестно.
