ذباب الفاكهة في الفضاء

بدأ العلماء استخدام ذباب الفاكهة في الأبحاث منذ عام 1907. أجرى توماس هانت مورغان أول بحث على ذباب الفاكهة، حيث عرّض الذباب للإشعاع، وأدرك أنه يمثل معجزة طبية، إذ قدم نتائج اختبارات تتكرر في كثير من الأحيان على العديد من أنواع الحيوانات الأخرى. درس مورغان خمسة عشر نوعًا مختلفًا من ذباب الفاكهة، بما في ذلك ذبابة الفاكهة الأكثر شهرة، وهي ذبابة الدروسوفيلا ميلانوغاستر . أنشأ مورغان "غرفة الذباب" في جامعة كولومبيا ، وهي مخصصة بالكامل لجميع الأبحاث التي تُجرى على الذباب. ^{[ 3 ]}

في ثلاثينيات القرن العشرين، استعان دوبزانسكي بأبحاث تشارلز داروين . وبدلاً من التركيز على فكرة البقاء للأصلح ، ركز دوبزانسكي على التنوع الجيني. فعلى الرغم من صغر حجم ذباب الفاكهة، إلا أنه كان يمتلك أكبر عدد من الكروموسومات التي رصدها العلماء آنذاك، مما جعل بحثه رائداً. ^{[ 3 ]} وفي عام 1933، فاز توماس هانت مورغان بجائزة نوبل لأبحاثه في الطب باستخدام الذباب. ^{[ 3 ]} وفي عام 1935، صعد ألبرت ويليام ستيفنز وأورفيل أرسون أندرسون إلى ارتفاع 72,395 قدمًا في طائرة منطاد خاصة، وحملا معهما ذباب الفاكهة في رحلتهما. ^{[ 4 ]}

في 9 يوليو 1946، وصلت أولى ذبابات الفاكهة إلى الفضاء، لكنها لم تُسترد. ^{[ 5 ]} وفي 20 فبراير 1947، أرسلت الولايات المتحدة صاروخ V-2 يحمل ذبابات فاكهة إلى الفضاء لدراسة تأثير الإشعاع على الكائنات الحية، ولمعرفة ما إذا كان الإشعاع الفضائي سيشكل مشكلة محتملة لرواد الفضاء في المستقبل . ^{[ 6 ]} انطلق الصاروخ من ميدان وايت ساندز للصواريخ في نيو مكسيكو، واستغرقت الرحلة ثلاث دقائق. عادت جميع الذبابات إلى الأرض سالمة دون أن تتأثر بالإشعاع. مهدت هذه الذبابات الطريق أمام وصول القرود إلى الفضاء عام 1949، والكلاب عام 1951، وأخيرًا البشر عام 1961. ^{[ 6 ]}

في فبراير 1953، أطلقت الولايات المتحدة عدة بالونات غير مأهولة تحمل ذباب الفاكهة في تجارب مختلفة. نفقت معظم الذباب أو لم يتم العثور عليها، لكن 12 ذبابة نجت من رحلة واحدة في 26 فبراير 1953. ^{[ 4 ]} في فبراير 1956، وصل بالون غير مأهول يحمل فئرانًا وخنازير غينيا وعينة من الفطريات وبعض ذباب الفاكهة إلى ارتفاع 115,000 قدم. وقد تكللت المهمة بالنجاح، حيث تم العثور على جميع الحيوانات حية. ^{[ 4 ]} في يوليو 1958، أطلقت البحرية الأمريكية مالكولم ديفيد روس ومورتون لي لويس وذباب الفاكهة في بالون مأهول عالي الارتفاع إلى 82,000 قدم. ^{[ 7 ]} كانت هذه أول رحلة تصل إلى طبقة الستراتوسفير ، حيث حاكت مقصورة البالون ظروف الضغط الموجودة في بيئة مستوى سطح البحر. ^{[ 7 ]}

في عام 1961، أُرسل أول إنسان إلى الفضاء. ^{[ 6 ]} وفي عام 1968، وجد العلماء أن يرقات ذبابة الفاكهة التي تعرضت للإشعاع والسفر الفضائي معًا كانت أكثر عرضة للوفاة المبكرة مقارنةً بذباب الفاكهة الذي تعرض للإشعاع فقط أو الذي ذهب إلى الفضاء فقط. ^{[ 8 ]} وأظهرت الدراسة نفسها أن الذباب الذي تعرض للإشعاع والسفر الفضائي معًا عانى أيضًا من تسارع الشيخوخة وطفرات جينية . وأظهرت دراسة أخرى أُجريت عام 1968، انطلاقًا من الفرضية العامة نفسها المتمثلة في تعريض ذباب الفاكهة للإشعاع قبل الرحلة وللسفر الفضائي، أن الذباب الذي تعرض لكليهما عانى من تلف كبير في حيواناته المنوية، على عكس الذباب الذي تعرض لأحدهما فقط. ^{[ 9 ]}

تضمنت دراسة نُشرت عام ١٩٧٨ عدة نتائج رئيسية كانت حاسمة للعلماء الذين يدرسون ذباب الفاكهة المُرسَل إلى الفضاء. أولًا، كان عمر ذباب الفاكهة الذي وُلِد وقضى أيامه الأولى في الفضاء أقصر من عمر الذباب الموجود على الأرض. ثانيًا، كانت عملية نمو الذباب المولود في الفضاء والذباب الحي المُرسَل إلى الفضاء طبيعية. ثالثًا، كانت أجنحة الذباب المُرسَل إلى الفضاء إما متضررة ماديًا (على الأرجح بسبب طبيعة إقلاع وهبوط مكوك الفضاء وليس بسبب بيئة انعدام الجاذبية) أو متضررة وراثيًا، حيث لم يُنتج الذباب المولود في الفضاء كمية كافية من الجليكوجين في أجنحته، مما أعاق قدرته على الطيران. ^{[ ١ ]}

في عام 1981، خلص علماء سوفييت إلى أن الذباب الذي تعرض للإشعاع قبل إرساله إلى المدار كان أكثر عرضة بكثير لإنجاب ذرية تحمل طفرات جينية مقارنة بذباب الفاكهة الذي تعرض للإشعاع فقط أو ذباب الفاكهة الذي أُرسل إلى الفضاء فقط. ^{[ 10 ]}

في عام 1997، أرسل باحثون ذباب الفاكهة إلى الفضاء لمدة ثمانية أيام، ثم قاموا بتزويجها مع ذباب الفاكهة الأرضي عند عودتها. نتج عن ذلك ذباب فاكهة ذكر كان أكثر عرضة بثلاث مرات لحمل طفرات مميتة على الكروموسوم Y. وأشار هؤلاء الباحثون إلى أن هذه الطفرات كانت نتيجة للإشعاع الموجود في الفضاء. ^{[ 11 ]}

أظهرت دراسة أجريت عام 2006 أن ذباب الفاكهة المولود في الفضاء أكثر عرضة للإصابة بالأمراض، وأن جهازه المناعي أضعف بكثير مقارنةً بذباب الفاكهة المولود على الأرض. ^{[ 2 ]} وقد أكدت هذه الدراسة للعلماء ضرورة تضمين أي خطط لاستعمار القمر أو المريخ تدابير مضادة لتعزيز جهاز المناعة لدى رواد الفضاء ضد العدوى مثل الإنتان . ^{[ 12 ]}

في عام 2012، استخدم الدكتور ريتشارد هيل مغناطيسًا قويًا لمحاكاة انعدام الجاذبية لدراسة تأثيره على ذباب الفاكهة. ووجد هيل أن سرعة الذباب ازدادت، وأنه بدلًا من الطفو، تحرك بحركة تشبه المشي. ^{[ 13 ]} يمكن أن يُقدّم تأثير انعدام الوزن على ذباب الفاكهة، الذي درسه الدكتور هيل، رؤى قيّمة للباحثين حول تأثيره على البشر، نظرًا لتشابه جينات البشر وذباب الفاكهة. في عام 2015، وجد علماء من معهد سانفورد بورنهام بريبيس للاكتشافات الطبية أن ذباب الفاكهة الذي أُرسل إلى الفضاء شهد تغيرات في جيناته التي تتحكم في قلبه وبنيته القلبية الوعائية الأخرى. ^{[ 14 ]} في عام 2017، أرسل العلماء أنفسهم 30 ذبابة فاكهة حية مع 2000 بيضة ذبابة فاكهة لإجراء المزيد من الأبحاث حول تأثير انعدام الجاذبية على القلب والجهاز القلبي الوعائي . ^{[ 14 ]} ووجدوا أن قلوب ذباب الفاكهة التي عاشت في الفضاء لعدة أسابيع كانت مختلفة تشريحيًا عن قلوب ذباب الفاكهة على الأرض. استنتج العلماء من هذه الدراسة أن خطط استعمار القمر أو المريخ يجب أن تتضمن أيضاً خططاً محددة لحماية قلوب رواد الفضاء. ^{[ 15 ]}

بفضل التطورات التكنولوجية الحالية، أصبح بالإمكان محاكاة ظروف الفضاء على الأرض. وهذا يسمح بمواصلة الأبحاث حول الآثار المحتملة للسفر إلى الفضاء على الكائنات الحية وأجهزتها، دون الحاجة إلى التكاليف الباهظة للرحلات الفضائية. ومع تقدم التكنولوجيا، لا تزال ذبابة الفاكهة تُستخدم في الأبحاث الأولية المتعلقة بالسفر إلى الفضاء والكائنات الحية. واستنادًا إلى أبحاث سابقة أشارت إلى العواقب الخطيرة للسفر إلى الفضاء على تدفق الدم وصحة القلب، تُجرى حاليًا أبحاثٌ في هذا المجال. ومع مرور الوقت، يأمل الباحثون في التوصل إلى نتائج تُسهم في مكافحة هذه الآثار الجانبية السلبية وتعزيز السفر الآمن إلى الفضاء. ^{[ 15 ]}