Mars'ta Üremenin Biyolojik Zorlukları: İnsanlık Mars'a Yerleşse Bile Orada Çoğalabilir mi?

Gezegenimizde yol açtığımız tahribat geri dönüşü olmayan bir dönüm noktasına yaklaşırken aşırı nüfus artışı, iklim değişikliği, temel kaynakların kıtlığı ve savaşlar gibi birtakım sorunlar türümüzün geleceğini tehdit etmektedir. Öyle ki, önde gelen bilim insanlarının birçoğu türümüzün geleceğinin artık gezegenimizin ötesinde olduğunu savunmaktadır. Bu konuda Stephan Hawking, 2015 yılında verdiği bir demetçe şöyle diyordu:

İnsan ırkının uzun vadeli geleceğinin uzayda olması gerektiğine ve bu durumun geleceğimizin bir sigortası olarak önemli bir yere sahip olduğuna inanıyorum, çünkü diğer gezegenleri kolonileştirerek insanlığın yok olmasını önleyebiliriz.

Günümüzde Mars'a insanlı bir uzay görevi yapma fikri hem devlet hem de özel girişimler tarafından gerçekleştirilmeye çalışılmaktadır. Peki uzun vadede Mars'ta bir insan kolonisi kurabilecek miyiz?

Mars'a Uzanan Yol: Üremenin Önündeki İlk Engel

Mars'a yerleşmeye gidecek insanların üremeleri için aşmaları gereken ilk engel gezegene ulaşmak için yapacakları uzun uzay yolculuğudur ve bir dizi zorlukla doludur. Uzay yolculuğu sırasında astronotlar, düşük yerçekimi (İng: "hipogravite") ve yüksek yerçekimi (İng: "hipergravite") gibi yerçekimi kuvvetlerindeki değişiklikler ile iyonize radyasyon gibi birçok tehlikeli faktöre maruz kalmaktadırlar.^[1] Düşük yerçekimine maruz kalmanın erkeklerde endokrin sistemi olumsuz etkilediği gösterilmiştir.^[2] Bununla birlikte, kas ve kemik kütlesini azalttığı da bildirilmektedir.^[3] Ayrıca, her iki cinsiyette de sıvı ve elektrolit dengelerinde değişikliklere, kardiyovasküler değişimlere ve artan glomerüler filtrasyon hızına yol açtığı gözlemlenmiştir; bazı çalışmalarda ise bağışıklık sisteminin kötü etkilendiği belirtilmiştir.^[4]

Peki uzun uzay yolcukları esnasında Mars kolonistlerinin üreme sistemleri nasıl etkilenecek? Öncelikle, bugüne kadarki uzay uçuşlarının üreme sistemi üzerindeki etkilerine ilişkin elde edilen verilerin sınırlı olduğunu vurgulamak önemlidir. Düşük yerçekiminin üreme sistemi üzerindeki etkileriyle ilgili bilgimizin çoğu, yeryüzü tabanlı düşük yerçekimi simülatörleri veya hayvanlar üzerinde yapılan uzay yolculuğu deneyleri sayesinde elde edilmektedir. Ijiri ve meslektaşları uzaydaki düşük yerçekiminin embriyo gelişimi sırasında bazı amfipod yavrularında anormal şekilde gelişen uzuvlara yol açtığını bildirmektedir.^[5] Bu durum, düşük yerçekiminin embriyonun gelişimini etkileyebileceğini düşündürmektedir. Bununla birlikte yapay olarak indüklenmiş düşük yerçekimi uyarımı ile yapılan in vitro çalışmalar, uzun süreli maruziyetin foliküler hayatta kalma ve büyümeyi etkilemediğini, ancak foliküllerden salınan oositlerin kalitesini azalttığını göstermektedir.^[6]

Uzay istasyonunda 91 gün boyunca bulunan fareler üzerinde yapılan bir çalışma düşük yerçekimine maruziyet nedeniyle sperm sayısının kontrol grubuna göre %90 oranında azaldığını ve seminifer tübüllerin yapısının değiştiğini göstermiştir.^[7]Bu durum uzayda uzun süreli kalmanın üreme organlarında dejeneratif değişikliklerin ortaya çıkmasında etkili olabileceğini göstermektedir.

Bir diğer önemli konu, düşük yerçekiminin hormonların salınımı, cinsiyet hormonlarının konsantrasyonu ve hormonal aksların uzayda kalış süresince düzenlenmesi üzerindeki etkisidir. 31 günlük bir uzay uçuşu sırasında farelerde, yumurtalıklardan salınan progesteron miktarının azaldığı, ancak östrojen seviyelerinin değişmediği gözlemlenmiştir.^[8] Uzayda 14 gün boyunca kalan farelerde, dünyaya döndükten sonraki ilk 3 gün içinde toplanan idrar numunelerinde lüteinleştirici hormon ve testosteron miktarının arttığı gözlemlenmiştir.^[9] Bu durum, hipofiz-gonadal aksının düşük yerçekimine uyum sağladığını göstermektedir.

Elbette Mars kolonistlerini yolculukları esnasında bekleyen tek zorluk düşük yerçekimi değildir. Galaktik radyasyonun zararlı etkileri, erkek ve kadın üreme sistemlerinde anormallik riskinin artmasıyla da ilişkilidir. Kozmik ışınlar, Dünya'dakilerden yaklaşık 100 kat daha güçlüdür ve bu ışınlar, üremeyi etkileyebilecek genetik materyale zarar verebilir. Wakayama ve arkadaşları, fare spermlerini dondurup, ISS'de 9 ay boyunca −95°C'de saklayarak DNA hasarına dair kanıtlar gözlemlemişlerdir, ancak doğum ve döllenme oranlarında fark gözlememişlerdir. Ayrıca, bu gametlerden elde edilen yavrular, infertilite belirtileri göstermemiştir.^[10]

Kozmik radyasyonun bileşenlerinden biri olan yüklü demir partikülleri-LET radyasyonu, tek başına ve düşük dozlarda bile farelerde erken menopoz ve hormonal dengesizliklere, üreme yeteneğinin azalmasına ve diğer organlarda hasara yol açabilmektedir.^[11] Ayrıca, Qin ve meslektaşları, kısa süreli mikrogravite maruziyeti üreme organlarında ciddi değişikliklere yol açmasa da 24 saatlik iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmanın farelerde belirgin değişikliklere yol açtığının gözlemlendiğini belirtmiştir.^[12]

Bu bulgular, üreme sağlığının yanı sıra cinsel fonksiyonların uzay ortamındaki durumunu da merak konusu haline getirmiştir. Uzayda cinsel yanıtların (örneğin ereksiyonun) baskılanmadığına dair kanıtlar vardır.^[13] Ancak bugüne kadar hiçbir astronot, tek başına ya da bir partner ile uzayda cinsel ilişkiye girmemiştir. Bazı bilim insanları, sıfır yerçekiminde cinsel ilişkinin kan akışı, uyarılma ve kayganlık gibi faktörleri etkileyebilecek yerçekimsizlik nedeniyle zorlayıcı olabileceğini öne sürmüşlerdir. Ancak genel olarak, uzayda cinsel fonksiyonlar hakkında çok az şey bilinmektedir.

Yeni Yuva: Kolonistleri Bekleyen Zorluklar

Mars'ta uzun süreli ve sürdürülebilir bir koloni kurmak istiyorsak Mars yerleşimcilerinin üremesi şarttır. Çünkü kendi kendini sürdürebilen bir koloni kurulana dek Dünya'dan Mars'a insan göçü gerekecektir. Chris Impey tarafından olası ve öngörülemeyen felaketler, hastalıklar ve diğer olası demografik zararlar göz önüne alınarak yapılan hesaplamalarda bir uzay kolonisinin zaman içinde hayatta kalabilmesi için minimum 5000 bireyden oluşması gerektiği bildirilmiştir.^[14] Mevcut teknolojimiz ile Mars'a 7-9 ay sürecek, son derece maliyetli, tehlikeli ve başlangıçta sadece birkaç astronotu taşıyabilecek yolculuklar gerçekleştirebileceğiz. Dolayısıyla insanların Mars'ta başarılı bir şekilde üremesinin gezegenin kolonileştirilebilmesi için gerekli bir araç olduğu açıktır.

Mars'ın yerçekimi 0.38g'dir. Bu da astronotların tüm misyonları veya hayatları boyunca düşük yerçekimine maruz kalacakları anlamına gelmektedir. Dünya yerçekimine (1g) geri dönme fırsatları olmadığından, çoğu astronotun yolculuktan önceki sağlık durumlarına asla geri dönemeyecekleri ve gezegenin şartlarına uyum sağlamaları gerekmektedir. Kolonistler, daha düşük atmosferik basınca ve daha uzun süre ve miktarda radyasyona maruz kalmak zorunda kalacaklardır. Kızıl gezegenin sağlayacağı ortamın, insan gebeliği üzerinde nasıl bir etkisi olacağı bilinmemektedir.

Mars'ta üremeyi etkileyebilecek yaşamla ilgili birçok faktör bulunmaktadır. Örneğin, düşük yerçekiminin erkek ve kadınlarda üreme hücrelerinin üretimini veya döllenme başarısını etkileyip etkilemeyeceği bilinmemektedir.^[15] Düşük yerçekiminin embriyonal gelişim ve doğum üzerindeki etkileri de bilinmemektedir.^[16] Özellikle radyasyon; üreme hücreleri, gelişen embriyolar ve fetüsler için zararlı olduğu bilinen bir faktördür.^[11] Buna ek olarak, bağışıklık sisteminin baskılanması astronotlar arasında oldukça yaygın görülen bir komplikasyondur ve Mars kolonistleri arasında enfeksiyon kaynaklı düşük riskinin artması açısından potansiyel bir tehdittir.^[17] Aynı zamanda bu durum kolonistler arasında enfeksiyonların hızla yayılması ve enfeksiyonlara bağlı ölümlerin Dünya'ya kıyasla daha sık görülebileceği anlamına da gelebilir.

Mars kolonistlerinin üremeleri üzerinde olumsuz etkiler yaratabilecek bir diğer faktör, oksidatif strestir. Pro-oksidasyon durumu, kozmik ışınlar ve düşük yerçekimi etkileşimi ile ilişkilidir. Bu üç faktörün (kozmik ışınlar, mikrogravite ve oksidatif stres) etkileşimi, düşük, erken doğum ve pre-eklampsi veya gestasyonel diyabet gibi gebelikle ilgili komplikasyonlara yol açabilir.^[18] Dolayısıyla plasentada gözlemlenen oksidatif stresin gelişmekte olan fetüs için olumsuz bir prognostik faktör olduğu görülmektedir.

Uzun vadeli bir Mars kolonisinin önündeki bir diğer biyolojik sorun ise akrabalık veya bilinen adıyla akraba evliliği/çiftleşmesidir. Akrabalık, küçük bir popülasyonda sonraki nesillerde genetik açıdan zararlı olabilir. Bu durum, homozigotluğun artmasına yol açar ve yavruların resesif ya da zararlı genetik özelliklerden etkilenme olasılığını yükseltir. Akrabalık, geniş ve cinsel olarak aktif bir nüfusun korunmasıyla önlenebilir. Bu nedenle melezleşme, Mars kolonisi için sosyal ve biyolojik açıdan olumlu bir yöndür.

Yeni Ufuklar: "Homo Sapiens Martianus"

Bazı teorisyenler, Mars'ta yaşayacak bir insan kolonisinin, Dünya'daki insan nüfusundan başka bir yöne evrimleşip farklılaşabileceğini öne sürmektedir.^[19] İnsanlar uzayda ürediğinde, gelecek nesillerin giderek daha fazla fizyolojik ve psikolojik değişiklikler sergileyebileceği veya bu değişikliklere ihtiyaç duyabileceği ve bir türleşme sürecinden geçebileceği öngörülmektedir.^[20] Örneğin, mikrogravite ve radyasyonun insan sağlığını ve evrimini etkileyebileceğini ve ürememizi bu koşullara uyarlamamız gerekebileceğini ileri sürmektedirler.^[21] Aslında bu hipotez, Dünya içindeki popülasyon farklılaşmalarını açıklamak üzere kurucu etkisi hipotezi olarak ortaya atılmıştır. Ancak sadece fiziksel izolasyon, genellikle türleşme için yeterli değildir.

Dünya ile Mars arasındaki mesafe ve erişilebilirlik, direkt olarak insan popülasyonlarının kalıcı olarak ayrılmasına neden olmayabilir. Buna ek olarak derin uzay kolonileri kurulduğu ve Mars'ta insan üremesinin mümkün hale geldiği bir senaryoda, genetik mühendislik yoluyla insan türünün evriminde değişiklikler olabilir. CRISPR gibi genetik mühendislik yöntemleri, insan genomunda adaptif değişikliklere olanak tanıyabilir. Böyle bir durumda, Mars'ta yaşamaya uyum sağlamak için çevresel faktörler veya sağlık sorunlarına yanıt olarak bizden ayrışan yeni bir türün evrimleşmesi mümkün olabilir.