他の惑星を植民地化する難しさを考えるとき、おそらく最後まで心配しないのは性行為だろう。しかし、人類が地球の外で生き延びるには、これは根本的な問題だ。宇宙で性行為をしたと認めた宇宙飛行士はいないものの、繁殖に関する研究は数多く行われてきた。
その理由は、さまざまな動物が、ショウジョウバエから魚類まで、さらにその卵子、精子、胚も宇宙に送られ、繁殖の仕組みを研究するためである。こうした研究は、宇宙で繁殖の初期段階が可能であることを示している。一方、別の研究では、重力が弱いと胚の発生が遅れる可能性があると示唆されている。
こうした研究の多くは、軌道上で精子と卵子を用いる体外受精に基づいている。胚や、すでに妊娠している動物も宇宙に送られてきた。しかし、宇宙で動物が妊娠し、通常の妊娠期間を経て、健康な子を産むという一連の過程はまだ確認されておらず、実現までにはまだ長い道のりがある。
宇宙機関や宇宙飛行士、科学者が特に関心を寄せているのは、放射線が繁殖に及ぼす影響だ。宇宙には、DNAを損傷する高エネルギー粒子があふれている。地球では大気のおかげで、こうした放射線への被ばく量は国際宇宙ステーション（ISS）にいる場合のおよそ100分の1だ。今回、新たな研究が、PNASに掲載され、マウスの精子をISSに送り、宇宙放射線が雄の繁殖に及ぼす影響を調べた。
研究者たちがまず直面したのは、精子をどうやって宇宙へ運ぶかという問題だった。彼らはインスタントコーヒーのように、精子を凍結乾燥させることにした。これにより精子はほとんど重さがなくなり、室温で保存できるため、ロケットや遠く離れた惑星への輸送に適した。マウスの精子はISSで288日間過ごした後、地球に戻され、同じマウスから採取した新鮮な精子と比較された。
まず科学者たちは、宇宙旅行が精子内のDNAの完全性にどのような影響を及ぼすかを分析した。精子DNAの断片化が高い水準にあることは、男性不妊と関連していることが知られている。予想どおり、科学者たちは宇宙に行った精子では、地球にとどまった精子よりDNAの断片化が多いことを発見した。しかし、その精子を使ってマウスの卵子を受精させると、健康な胚が生じた数は同程度であり、生まれた子は正常で繁殖能力のある成体マウスへと成長できた。研究者たちが行った最後の試験では、成体マウスの脳内で発現している遺伝子のパターンを比較した。その結果、全体的な違いは認められず、宇宙に行った精子も同じように子孫を生み出す能力があると結論づけた。
こうした厳密に管理された研究で見られた生殖能力への影響の小ささは、宇宙から帰還した宇宙飛行士の生殖能力に関する観察結果と一致するようだ。しかし、宇宙旅行が精子に与える損傷を直接調べた研究はこれが初めてだ。
短期間の宇宙旅行は精子の質に問題をもたらさないようだ。損傷した宇宙由来の精子は、若く健康なマウスの卵子を受精させる際に、どうやら「修復」されたように見えた。このことは、卵子が質の低い精子を補い、損傷したDNAを修復して胚の発生を確かなものにできることを示唆している。ただし、宇宙に行った卵子も同じように質の低い精子を修復できるのか、調べてみる価値があるだろう。
実際、人類が他の惑星を植民地化するなら、男性も女性も必要になる。もう一つ考慮すべき要因は年齢だ。年齢を重ねるにつれて、細胞のDNA損傷は増えていく。残念ながら、卵子は年齢とともに、損傷したDNAを修復する能力が低下する。修復の対象は卵子自身のDNAも精子のDNAも含む。そのため、宇宙旅行が男女双方の生殖にどう影響するのか、また年齢が生殖の成功に大きく関わるのかについて、さらなる研究が必要だ。
放射線による損傷
宇宙旅行中は、有害な宇宙放射線から身体を守ることが不可欠だ。損傷したDNAが適切に修復されなければ、がんを発症する可能性が高まる。地球で日焼け止めを塗るのは、有害な紫外線を遮り、皮膚がんのリスクが高まるのを防ぐためだ。同様に、放射性物質に強くさらされると、放射線障害やがん発生率の上昇につながる。
したがって、自分自身と精子、卵子が放射線にさらされる量は、できる限り減らすのが妥当だろう。非常に高い線量の放射線被ばくが有害であることには誰も異論がないが、ISSで受けるような低線量の放射線被ばくについては、見解が分かれている。低線量の放射線にさらされることで、身体が損傷したDNAを修復しやすくなる可能性があると考える科学者も少数ながらいる。
実際、マウスを使った研究では、低線量の放射線にさらされると、その後、より高い線量の放射線にさらされた際の影響を抑えられることが示されている。同様に、妊娠中のマウスをチェルノブイリ原子炉周辺の人々が受けた水準の放射線にさらしても、胎児に害はなかった。実際、成体になると、高線量の放射線による有害な影響への耐性が高まっていた。
研究により、宇宙でも繁殖の基本的な過程が可能であることは示されているが、乗り越えるべき段階はまだ多い。受精、胚の着床、胎児の発育、そしてもちろん出産も含まれる。出産のために妊娠中のラットを宇宙へ送った研究では、地球上のラットの2倍の回数、陣痛が起きた。
宇宙での性行為はNASAの優先課題の上位にはないが、無重力下での繁殖について理解を深められるかどうかが、人類の存続を左右する可能性も十分にある。
