سفر به سیاره سرخ دیگر یک رویای دور از دسترس در کتابهای علمی تخیلی نیست؛ بلکه به هدفی ملموس برای آژانسهای فضایی و شرکتهای خصوصی تبدیل شده . با این حال، در میان هیاهوی تکنولوژیک برای ساخت موشکهای غولآسا، یک پرسش حیاتی اغلب نادیده گرفته میشود: بدن انسان در محیطی با ۳۸ درصد گرانش زمین چه واکنشی نشان میدهد؟
سکونت طولانیمدت در مریخ نه تنها سبک زندگی ما، بلکه ساختار بنیادین فیزیولوژیک و آناتومی ما را بازتعریف خواهد کرد. از طویل شدن ستون فقرات تا کاهش تراکم استخوان، مریخ پتانسیل این را دارد که در عرض چند نسل، گونه جدیدی از انسان را پدید آورد که با ساکنان زمین تفاوتهای ریختی چشمگیری دارد.
۰۱
پدیده کم تراکم شدن استخوانها در گرانش ضعیف
در زمین، اسکلت ما به طور مداوم تحت فشار گرانش (Gravity) است که باعث بازسازی و تقویت بافتهای استخوانی میشود. در مریخ، به دلیل گرانش بسیار کمتر، این فشار از روی استخوانها برداشته میشود. پدیدهای که دانشمندان آن را کاهش تراکم استخوانی (Osteopenia) مینامند، با سرعتی باورنکردنی رخ میدهد. تحقیقات نشان میدهد که فضانوردان در محیطهای کمگرانش ماهانه بین ۱ تا ۲ درصد از توده استخوانی خود را از دست میدهند. این یعنی در طول یک اقامت چند ساله، اسکلت انسان مریخی به قدری شکننده میشود که بازگشت او به زمین میتواند منجر به شکستگیهای گسترده و مرگبار شود. بدن به این نتیجه میرسد که دیگر نیازی به حمل این همه کلسیم سنگین ندارد و شروع به دفع آن از طریق ادرار میکند که خود باعث ایجاد سنگهای کلیه دردناک میشود.
۰۲
افزایش قد ناگهانی و طویل شدن ستون فقرات
یکی از اولین تغییراتی که یک مهاجر مریخی تجربه میکند، افزایش قد است. در زمین، گرانش باعث فشرده شدن دیسکهای بین مهرهای (Intervertebral discs) میشود. در مریخ، این فشار به شدت کاهش مییابد و اجازه میدهد دیسکها منبسط شوند. این فرآیند میتواند قد انسان را تا ۵ یا حتی ۷ سانتیمتر افزایش دهد. اگرچه بلند قد شدن ممکن است جذاب به نظر برسد، اما این تغییر با دردهای شدید کمر و تغییر شکل انحنای طبیعی ستون فقرات همراه است. اعصاب درگیر در نخاع ممکن است تحت کشش قرار بگیرند و مشکلاتی در سیستم عصبی حرکتی ایجاد کنند. این تغییرات فیزیکی در نسلهای بعدی که در مریخ متولد میشوند، میتواند به یک ویژگی ژنتیکی پایدار تبدیل شود.
۰۳
تغییر فرم چهره و سندرم صورت پفکرده
در زمین، گرانش مایعات بدن را به سمت پایین و پاها میکشد. در محیط مریخ، توزیع مایعات (Fluid shift) تغییر میکند و حجم زیادی از خون و مایع میانبافتی به سمت سر و قفسه سینه حرکت میکند. این پدیده باعث میشود که صورت مهاجران مریخی همیشه پفکرده به نظر برسد و پاهای آنها به دلیل از دست دادن مایعات، بسیار لاغر و نحیف شود که در اصطلاح پزشکی به آن پاهای لکلکی میگویند. فشار بالای مایعات در سر میتواند باعث تغییر شکل جمجمه و فشار به کره چشم شود که منجر به تغییر در ساختار بینایی و تضعیف آن میگردد. این مسئله نه تنها یک موضوع زیباییشناسی، بلکه یک چالش جدی برای سیستم قلبی عروقی است.
۰۴
تحلیل عضلات پشتیبان اسکلت
عضلات و استخوانها به صورت یک سیستم واحد عمل میکنند. وقتی گرانش کم شود، عضلاتی که مسئول حفظ وضعیت ایستای بدن (Postural muscles) هستند، مانند عضلات ساق پا و کمر، به سرعت تحلیل میروند. این آتروفی (Atrophy) عضلانی باعث میشود که فشار بیشتری بر مفاصل وارد شود، چرا که دیگر تکیهگاه عضلانی محکمی وجود ندارد. حتی با ساعتها ورزش روزانه بر روی تردمیلهای مخصوص، باز هم نمیتوان جلوی تغییرات بنیادین را گرفت. در درازمدت، این موضوع باعث میشود که اسکلت انسان مریخی ساختاری ظریفتر پیدا کند و تراکم مواد معدنی در نقاط حساس مانند لگن و ران به شدت کاهش یابد.
۰۵
چالشهای تولید مثل و رشد جنین در مریخ
یکی از پیچیدهترین مسائل در کلونیزه کردن مریخ، رشد جنین است. اسکلت جنین در رحم مادر برای شکلگیری صحیح به فشار گرانش نیاز دارد. در محیط مریخ، ممکن است فرآیند استخوانی شدن (Ossification) در جنین به درستی انجام نشود. این موضوع میتواند منجر به تولد نوزادانی با ناهنجاریهای اسکلتی شدید شود. برخی زیستشناسان تکاملی معتقدند که کودکان متولد شده در مریخ ممکن است دارای جمجمههای بزرگتر و استخوانهای بسیار بلندتر و باریکتر باشند که تفاوت فاحشی با استانداردهای انسانی زمین دارد. این تغییرات ممکن است در طول چند قرن، انسان مریخی (Homo Martis) را به گونهای کاملاً متفاوت تبدیل کند.
۰۶
تاثیر تابشهای کیهانی بر سلامت استخوان
مریخ برخلاف زمین فاقد یک مگنتوسفر (Magnetosphere) قدرتمند برای انحراف تابشهای کیهانی است. این تابشها (Cosmic radiation) نه تنها خطر سرطان را افزایش میدهند، بلکه مستقیماً سلولهای بنیادی مغز استخوان را تخریب میکنند. مغز استخوان محل تولید سلولهای خونی و تنظیمکننده سلامت استخوان است. آسیب دیدن این سلولها به معنای کاهش توانایی بدن در ترمیم شکستگیهای کوچک و بازسازی بافت اسکلتی است. این یعنی اسکلت انسان در مریخ نه تنها به دلیل گرانش، بلکه به دلیل بمباران ذرات پرانرژی نیز تضعیف میشود. برای مقابله با این موضوع، کلونیهای اولیه احتمالاً باید در اعماق زمین یا زیر لایههای ضخیمی از خاک مریخ ساخته شوند.
۰۷
تغییر در سیستم تعادلی و گوش میانی
سیستم دهلیزی (Vestibular system) در گوش میانی ما مسئول حفظ تعادل است و بر اساس گرانش زمین تنظیم شده است. در مریخ، این سیستم دچار اختلال میشود. اسکلت و مغز باید یاد بگیرند که چگونه در یک محیط با گرانش متغیر تعادل را حفظ کنند. این تغییرات باعث میشود که نحوه راه رفتن انسان در مریخ به جای گامهای معمولی زمین، به صورت جهشهای کوتاه یا راه رفتن نامتعادل تغییر کند. این تغییر در بیومکانیک حرکت، فشار را به نقاطی از مفاصل مچ پا و زانو منتقل میکند که در زمین به ندرت تحت فشار بودند و در نتیجه باعث تغییر شکل تدریجی مفصلها در درازمدت میشود.
۰۸
بازتاب در سینما و تصورات اشتباه گذشته
در فیلمهای علمی تخیلی قدیمی، مریخیها اغلب به صورت موجوداتی قدبلند و نحیف با سرهای بزرگ نمایش داده میشدند. جالب است که علم مدرن تا حدودی این تصور را تایید میکند. سریالهایی مانند گستره (The Expanse) به زیبایی تفاوتهای فیزیکی بین ساکنان زمین و مریخ یا کمربند سیارکی را به تصویر کشیدهاند. در این آثار، مریخیها به دلیل گرانش کمتر، استخوانهای ضعیفتر اما قدهای بلندتری دارند. برخلاف تصورات گذشته که مریخ را سیارهای با جو غلیظ میپنداشتند، امروزه میدانیم که چالش اصلی نه فقط اکسیژن، بلکه تاثیرات مخرب گرانش کم بر آناتومی است که در سینمای مدرن با دقت بیشتری به آن پرداخته میشود.
۰۹
ارتباط با روانشناسی و تغییر هویت بصری
تغییر در شکل اسکلت و چهره تنها یک مسئله فیزیکی نیست؛ بلکه پیامدهای عمیق روانشناختی و جامعهشناختی دارد. تصور کنید جامعهای از انسانها که دیگر شبیه به نیاکان زمینی خود نیستند. این تفاوت ظاهری میتواند منجر به ایجاد یک هویت مریخی مستقل شود. تبعیضهای احتمالی بین ساکنان زمین و مریخ بر اساس ویژگیهای بدنی، موضوعی است که جامعهشناسان آینده باید به آن بپردازند. فردی که در مریخ متولد شده و دارای اسکلتی شکننده است، ممکن است زمین را به عنوان یک سیاره وحشی و پرفشار ببیند که هرگز نمیتواند در آن قدم بگذارد.
۱۰
مقایسه با یافتههای مشابه در ایستگاه فضایی
بیشتر آنچه در مورد تغییرات اسکلتی میدانیم از دادههای ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) به دست آمده است. با این حال، تفاوت بزرگی وجود دارد: در ایستگاه فضایی گرانش تقریباً صفر است، در حالی که مریخ دارای گرانش جزئی است. دانشمندان هنوز دقیقاً نمیدانند که آیا ۳۸ درصد گرانش برای حفظ سلامت استخوان کافی است یا خیر. برخی مطالعات بر روی جوندگان نشان داده است که حتی گرانش کم هم بهتر از بیوزنی مطلق است، اما همچنان پاسخگوی نیازهای فیزیولوژیک پستانداران بزرگ نیست. این یک شکاف علمی بزرگ است که تنها با حضور فیزیکی در مریخ پر خواهد شد.
۱۱
اصلاح ژنتیکی؛ راهکاری برای بقا؟
برای جلوگیری از نابودی تدریجی اسکلت انسان در مریخ، برخی دانشمندان پیشنهاد اصلاح ژنتیکی (Genetic Engineering) را مطرح کردهاند. با استفاده از تکنولوژیهایی مانند کریسپر (CRISPR)، شاید بتوان ژنهایی را که مسئول تراکم استخوان هستند تقویت کرد یا فرآیند تخریب سلولهای استخوانی را کند نمود. این موضوع چالشهای اخلاقی بزرگی را ایجاد میکند: آیا ما اجازه داریم انسانها را برای زندگی در سیارات دیگر دستکاری ژنتیکی کنیم؟ این کار میتواند منجر به جدایی بیولوژیکی دائمی بین انسانهای زمینی و مریخی شود و عملاً دو گونه متفاوت از بشر ایجاد کند.
۱۲
پیری زودرس اسکلت در سیاره سرخ
زندگی در مریخ میتواند فرآیند پیری اسکلت را به شدت تسریع کند. یک جوان ۳۰ ساله در مریخ ممکن است اسکلتی مشابه یک فرد ۸۰ ساله در زمین داشته باشد. پوکی استخوان (Osteoporosis) که در زمین یک بیماری دوران پیری است، در مریخ به یک وضعیت عادی برای همه سنین تبدیل میشود. مفاصل به دلیل تغییر در غضروفها و کاهش مایع سینوویال (Synovial fluid) دچار فرسایش زودهنگام میشوند. به همین دلیل، سیستمهای درمانی مریخ باید به شدت بر روی فیزیوتراپی و داروهای تقویتکننده استخوان متمرکز باشند تا از ناتوانی جسمی زودهنگام مهاجران جلوگیری کنند.
نتیجهگیری
مریخ سیارهای سختگیر است که برای میزبانی از انسان، بهایی سنگین طلب میکند. تغییر شکل اسکلت و آناتومی بدن، تنها بخشی از تکامل اجباری ما در خارج از زمین خواهد بود. اگرچه تکنولوژیهایی مانند گرانش مصنوعی (Artificial Gravity) از طریق سانتریفیوژهای غولآسا ممکن است در آینده دور به کمک ما بیایند، اما اولین نسلهای مهاجران مریخی باید با بدنی که به سرعت در حال تغییر است کنار بیایند. ما در آستانه تبدیل شدن به موجوداتی هستیم که دیگر فقط به یک سیاره تعلق ندارند، اما این گذار، ساختار فیزیکی ما را برای همیشه دگرگون خواهد کرد.
دکتر علیرضا مجیدی
پزشک، نویسنده و بنیانگذار وبلاگ «بازیگرها»
دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیانگذار وبلاگ «بازیگرها».
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!