Kałamarnice w kosmosie

Pierwsza była Łajka, zwykły, choć niezwykły kundel. Choć jako pierwsze zwierzę w historii znalazła się na orbicie okołoziemskiej, nie była pierwszym zwierzęciem, który znalazł się w kosmosie. Łajka poleciała tam pod koniec 1957 roku na pokładzie Sputnika 2. Wysłano ją, by sprawdzić, co stanie się z organizmem żywym w nieważkości, podczas dużych przeciążeń i przy bardzo dużych prędkościach. Nie było wiadomo, jak na organizmy żywe wpłynie przebywanie poza atmosferą ziemską, gdzie wysoki poziom promieniowania jest tylko jednym z wielu czynników różniących tamto środowisko od tego, które mamy przy powierzchni Ziemi. Zwierzęta wysyłano w kosmos także w celu sprawdzenia, czy zaprojektowane w laboratoriach systemy podtrzymywania życia są wystarczające. Dzisiaj istoty te wysyła się z innych powodów – nie by przygotować lot człowieka, lecz aby je obserwować w nietypowych warunkach.

Pierwsze próby

Patrząc historycznie, zwierzęta wynoszono wysoko w niebo, zanim ktokolwiek myślał o konstruowaniu rakiet. Pod koniec XVIII wieku na wysokość pół kilometra w gondoli balonu wyniesiono owcę, koguta i kaczkę. Trzeba było sprawdzić, jak na wysokościach poradzą sobie zwierzęta, które normalnie stąpają po ziemi.

Pierwszymi zwierzętami umieszczanymi w rakiecie były myszy i szczury. Takie eksperymenty robiono w początkach XIX wieku. W XX wieku, gdy o lotach w kosmos myślano już całkiem poważnie, gdy powstawały pierwsze konstrukcje i koncepcje statków kosmicznych, balony wynosiły na wysokość kilkudziesięciu kilometrów najpierw nasiona roślin, a potem myszy i chomiki. Chodziło o sprawdzenie wpływu wyższego promieniowania na życie tych ssaków. Psy, koty, małpy i ptaki różnych gatunków w połowie XX wieku latały wysoko w niebo dosyć często. Równocześnie coraz śmielej wysyłano żywe organizmy w kapsułach umieszczanych na szczytach rakiet. I tak w 1946 roku na wysokość ponad 160 km wystrzelono nasiona kukurydzy. Po powrocie na Ziemię zasadzono je i bacznie im się przyglądano. Takich lotów z nasionami innych roślin, a także z zarodnikami grzybów, było całkiem sporo. Równocześnie zaczęto wysyłać zwierzęta, począwszy od muszek owocowych. Był rok 1947, a rakietą, która wynosiła ładunek biologiczny na orbitę, była V2 – jedna z przerobionych rakiet budowanych przez Niemców m.in. w celu ostrzału Londynu.

W 1949 roku w zmodyfikowanej rakiecie V2 w kosmos, na wysokość ponad 130 km, wystartował pierwszy przedstawiciel ssaków naczelnych. Wybrano małpę z gatunku rezus, bo zdaniem uczonych rezusy przejawiają wiele fizjologicznych podobieństw do ludzi. Małpa znajdowała się w kapsule, w której miała zapewnioną odpowiednią ilość tlenu oraz system do pochłaniania dwutlenku węgla. Miała podłączony system monitorujący pracę serca oraz układu oddechowego, a także elektrody sczytujące fale mózgowe. Ten i kilka poprzednich lotów zakończyły się jednak śmiercią zwierzęcia. Stało się to w chwili uderzenia kapsuły o powierzchnię Ziemi.

W kosmos i na orbitę

Pierwszym naczelnym, który przeżył lot w kosmos, był rezus Yorick. Zmarł kilka godzin po lądowaniu, najpewniej z powodu przegrzania. Po nim były makaki i myszki. Dużo myszek. Te wszystkie próby ustały, gdy Amerykanom… zabrakło rakiet V2, które skonfiskowali Niemcom. W latach 50. XX wieku Amerykanie nie mieli jeszcze bowiem własnych rakiet. Loty wznowiono dopiero kilka lat później. W ostatnich dniach 1958 roku w amerykańskiej rakiecie Jupiter wystrzelono sajmiri Gordo na rekordową wysokość 480 km nad powierzchnię Ziemi. Małpa przeżyła, a aparatura nie wykazała negatywnych zmian w jej organizmie.

Powodem śmierci niezliczonych zwierząt wysyłanych w kosmos w pierwszych dekadach XX wieku najczęściej były niedoskonałości kapsuł, w których zwierzęta wracały na Ziemię. Nie lot, nie warunki kosmiczne były najbardziej niebezpieczne, lecz powrót. Kilka zwierząt nie przeżyło operacji wszczepienia elektrod do mózgu lub ich usuwania.

Gdy rozpoczął się właściwy wyścig kosmiczny, zwierzęta latały na orbitę bardzo często. W USA wysyłano głównie małpy i myszy, w Związku Radzieckim – przede wszystkim psy, ale także króliki, szczury i myszy. Psy w ZSRR uważano za lepszy obiekt badawczy – sądzono, że w sytuacjach stresujących wykazują one większe opanowanie. Od wczesnych lat 50. XX wieku Rosjanie wysyłali w kosmos po dwa psy. Najpierw każde ze zwierząt znajdowało się w hermetycznym pojemniku, w późniejszych latach psy umieszczano w przedziałach rakiety, gdzie miały większą swobodę ruchów. W sumie Rosjanie wystrzelili w kosmos kilkadziesiąt psów.

Na orbicie ziemskiej rzeczywiście pierwsza była radziecka Łajka, która ekspedycji nie przeżyła. Powodem jej śmierci najpewniej były przegrzanie i stres. Zresztą – jakkolwiek strasznie to brzmi – nikt nie planował jej powrotu. Kilka lat później w kosmos wysyłano psy i inne zwierzęta, które po osiągnięciu orbity wracały na Ziemię żywe.

Małpy różnych gatunków, psy, myszy, szczury, chomiki, świnki morskie, szczuroskoczki, króliki, koty, ptaki i ich zapłodnione jajka, jeżowce, żółwie, żaby, niezliczone gatunki owadów i jeszcze liczniejsze gatunki roślin i grzybów. No i ryby. To właśnie one – konkretnie ryżanki japońskie – były pierwszymi organizmami, które rozmnożyły się w kosmosie. Działo się to w roku 1994 na pokładzie wahadłowca Columbia. W kosmosie przebywały wówczas ponad dwa tygodnie.

Długie loty

Gdy czyta się listę zwierząt, które w przeszłości wysyłano w kosmos, można odnieść wrażenie, że leciało tam już niemal wszystko. Słoń, lew czy wieloryb w kosmos nie polecą nigdy, bo wybudowanie kapsuły gwarantującej im minimum przestrzeni jest niewykonalne. Kiedyś zwierzęta przecierały kosmiczne szlaki, zanim wszedł na nie człowiek. To one jako pierwsze dostarczały informacji naukowcom zajmującym się nową dziedziną nauki, czyli bioastronautyką. To one dostarczały danych stawiającej pierwsze kroki medycynie kosmicznej. Dzisiaj, gdy wiele szlaków jest przetartych, ludzka ciekawość każe zadawać dalsze pytania. Na przykład o to, jak w warunkach kosmicznych przebiega rozmnażanie much czy wzrost roślin. Jakiego kształtu sieci będą tkały w stanie nieważkości pająki albo jak w takich warunkach będą radziły sobie ryby. Im więcej odpowiedzi, tym chętniej chce się zadawać pytania.

A po co na orbitę wysyłać kałamarnice, i to od razu 128 sztuk? Od kilku dni znajdują się one na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, kilkaset kilometrów nad naszymi głowami. Są częścią eksperymentu, którego celem jest zrozumienie, jak w warunkach kosmicznych działają mikroorganizmy i drobnoustroje i jakie znaczenie ma to na funkcjonowanie zwierząt. W ostatnich latach sporo uczymy się o wpływie drobnoustrojów w ciele człowieka na jego życie. Ich znaczenie nie ogranicza się tylko do budowania odporności na patogeny ani do wpływu na tempo przemiany materii, ale dotyczy także wpływu na zachowania i emocje. To temat, który wciąż jest bardzo słabo poznany. Naukowcy zastanawiają się, czy w kosmosie wpływ organizmów bakteryjnych na organizmy zwierzęce będzie taki sam jak na Ziemi, czy interakcje te będą się od siebie różniły. Skoro ludzie mają latać dalej w kosmos, dobrze byłoby znać odpowiedź na to pytanie. Badacze zaprojektowali więc eksperyment, w którym relacje pomiędzy drobnoustrojami a zwierzętami będą badali na przykładzie kałamarnic. Na razie skoncentrowano się na nowo wyklutych kałamarnicach i na konkretnej bakterii (Vibrio fischeri), która żyje z nimi w symbiozie. I znowu przecierany jest szlak, którym kiedyś będzie podążał człowiek, tym razem w długich lotach, na przykład na Marsa.•