Биологические эксперименты в космосе

[Лунный заяц]

Хотелось бы собрать в одной теме краткую информацию по всем сколько-нибудь интересным биологическим исследованиям в условиях невесомости и пониженной гравитации. Эта тема недостаточно освещается в СМИ, и в интернете трудно с лёту найти подробные сведения о развитии растений и животных в космосе. Также далеко не все участники форума, как я заметил, хорошо осведомлены о результатах таких биологических экспериментов.

Постараюсь сделать упор на факты о размножении и росте организмов в космосе, так как именно они имеют значение при планировании крупных космических станций и баз на планетах, спутниках и астероидах, а также вероятных, хоть и сомнительных, дальних полётов с людьми на борту. Животные и растения, которые успешно размножаются и растут при нулевой или низкой гравитации, нужны для биологических систем жизнеобеспечения, выращивания еды, просто для создания комфортной среды обитания.

Немного о терминах. Практическая невесомость по-научному называется микрогравитацией, а для пониженной гравитации в доли g, как я выяснил, тоже есть специальный термин – гипогравитация. И если биологических экспериментов в микрогравитации проведено приличное количество, то с гипогравитацией тут всё очень плохо, как будто учёные решительно не собираются осваивать ни Луну, ни Марс. Но об этом позже.

Итак, я нашёл пару источников о космических биологических экспериментах:
1. Life into Space, 1965-1990 и Life into Space, 1991-1998. Книги НАСА о своих и совместных с СССР/РФ исследованиях в соответствующие годы.
2. Орбитальная станция «Мир». Космическая биология и медицина. Том 2. Медико-биологические эксперименты.
Пока что буду наполнять тему дайджестом из них.

[Лунный заяц]

Не стану писать об экспериментах с мартышками и собаками, так как они, во-первых, широко известны, а во-вторых, представляют мало интереса. Зверюшкам имплантировали кучу проводов, вставляли катетеры и трубки, отрезали хвосты, вырывали зубы, намертво привязывали и в таком состоянии запускали в полёт на несколько дней (рекорд – псы Ветерок и Уголёк, 22 дня). Удивительно, что не все животины сдохли.

Что ж, приступим. Пока в хронологическом порядке.

1963 год, Джемини-3. 5 часов
Икра морского ежа

Целью эксперимента было изучение влияния микрогравитации на оплодотворение, рост, деление и дифференциацию клеток.

В космос была отправлена оплодотворённая и неоплодотворённая икра, а также сперма морского ежа Arbacia punctulata. Планировалось оплодотворение в полёте, а затем фиксация [видимо, формалином] икры на различных стадиях развития.

Ручка на аппарате сломалась и программа эксперимента не была выполнена.


1966 год, Джемини-8. 11 часов
Икра леопардовой лягушки



Две экспериментальных установки были установлены на люке корабля изнутри. Каждая содержала четыре камеры из двух ячеек. В одной ячейке находились пять икринок в воде, в другой – формалиновый фиксатор. Каждая установка имела рукоятку, которая выливала фиксатор в отсеки с икрой. Активация фиксатора в разные моменты полета позволяла сохранять икринки на разных стадиях развития.

Отобранные икринки оплодотворялись суспензией сперматозоидов и хранились при температуре 6°C до запуска.

Астронавт активировал фиксацию яиц в одной из камер через 40 минут после запуска, а в другой – ещё через 15 минут. Икринки в двух камерах должны были быть зафиксированы через 130 минут после запуска, а в двух других незадолго до возвращения. Эти процедуры не удалось выполнить, потому что пришлось совершить аварийную посадку.

Были получены только эмбрионы, зафиксированные на ранней стадии развития; они были нормальными. Таким образом, гравитационное поле, по-видимому, не является необходимым для нормального деления яйцеклеток. Однако следует отметить, что оплодотворение происходило на земле, и яйца подвергались воздействию микрогравитации только после стадии двух клеток. Наземные исследования показали, что эта стадия является критической для нормального развития.


1966 год, Джемини-12, 4 дня
Икра леопардовой лягушки

Эксперимент был таким же, как на Джемини-8, только блок был всего один.

Развитие происходило нормально, что свидетельствует о том, что гравитация не является необходимой для нормального деления или развития яйцеклеток на поздних стадиях. Однако, как и на Джемини-8, яйцеклетки были оплодотворены на земле, а воздействие микрогравитации происходило только после двухклеточной стадии, которая считается критической для нормального развития.


1970 год, ОФО-А, 6 дней
2 лягушки-быка

Целью миссии было исследование влияния микрогравитации на вестибулярный аппарат животных.

Лягушка-бык была выбрана, потому что ее внутреннее ухо очень похоже на человеческое. Поскольку это амфибия, предполётную операцию можно было проводить над водой, но во время полета животное держать в воде. Водная среда служила для смягчения вибрации и ускорения при запуске, а также для облегчения газообмена. Перед полётом лягушек обездвижили, обрезав спинномозговые нервы.

Лягушки находились в центрифуге головами к её внешней стенке.



Центрифуга была включена сразу после того, как спутник вышел на орбиту и стабилизировался при 10^-3 g. Центрифуга создавала гравитационные стимулы циклами. Каждый цикл длился около 8 минут и состоял из 1-минутного периода без ускорения, 8-секундного периода разгона, 14-ти секунд постоянного ускорения 0,6 g, 8-секундного периода замедления и 6 минут на измерение последствий вращения. Циклы выполнялись каждые 30 минут в течение первых 3 часов пребывания на орбите и реже в последующее время.

На седьмой день полёта отказал бортовой аккумулятор. Возвращение аппарата на Землю не планировалось.

Электрокардиограмма демонстрировала, что лягушки были здоровы в течение всего полета. Некоторые изменения вестибулярных реакций были зафиксированы в начале периода невесомости. Возвращение к норме заняло около 120-130 часов. После адаптации тонический ответ на постоянную стимуляцию (вторая половина центрифужного цикла на постоянной скорости) не сильно менялся в невесомости.

(Я рассказываю об этом эксперименте прежде всего для того, чтобы показать – центрифуга для создания гипогравитации в космическом полёте использовалась уже в 1970 году).


1967 год. Биосателлит-II. 45 часов
Кишечная палочка
Бактерия Salmonella typhimurium
Амёбы Pelomyxa carolinensis
Плесень Нейроспора густая
Проростки мягкой пшеницы
Традесканции
Стручковый перец
Личинки и взрослые особи плодовых мушек
Куколки малого мучного хрущака
Наездники Habrobracon juglandis
Икра леопардовой лягушки

Планировалось выяснить, насколько в большую или меньшую сторону живые существа чувствительнее к радиации в невесомости, чем на Земле. В аппарате находился радиоактивный источник из стронция-85, которым облучались различные группы организмов. Совокупному действию радиации и микрогравитации подвергались растения, плесень, лизогенные штаммы бактерий, плодовые мушки и наездники. На амёбах изучались питание и рост клеток, на лягушках и жуках - процесс развития организмов в невесомости.

Эксперимент с дрозофилами показал, что облучение в невесомости вызвало более частое преждевременное старение и повреждение хромосом у активно растущих и метаболизирующих особей, чем у таких же облучённых на Земле. 

У наездников самцы были несколько дезориентированы в брачном поведении в течение двух дней после полёта, в то время как самки не казались дезориентированными в своём сложном поведении по откладке яиц и кормлению. Произошло увеличение продолжительности жизни самок и снижение активности ксантиндегидрогеназы у самцов. Наблюдалось трехкратное увеличение частоты рецессивных летальных мутаций в необлучённых сперматозоидах самцов.

Для амёб и плесени значимых различий между летавшими и контрольными образцами не было.

Эксперимент с икрой лягушек, как и в опытах на Джемини, не показал разницы в развитии на Земле и в невесомости.

У бактерий была повышенная плотность клеток в невесомости, вероятно из-за более случайного распределения клеток в жидкой среде. Количество фагов по отношению к бактериям было стабильно ниже в космических образцах.

Для мучного хрущака какой-то фактор космического полета либо способствовал появлению индуцированных радиацией разрывов хромосом и/или повреждений ДНК в ооцитах, либо препятствовал исправлению таких ошибок.  Другим возможным объяснением здесь является падение температуры образцов, произошедшее между отделением и извлечением капсулы.

У растений перца было обнаружено уменьшение предпочтительного угла между черешком и стеблем, сходное с тем, которое получается в горизонтальном клиностате. Скорость изменения угла у летавших растений была медленнее, чем у клиностатных, а продолжительность изменения угла больше, что в итоге сильнее уменьшило углы. Концентрация углеводов в контрольных и летавших растениях была одинакова, но по аминокислотам изменение было более значительным у побывавших в космосе.
(Клиностат – устройство для устранения одностороннего влияния гравитации на растение. Вертушка, которая крутит горшок с растением во все стороны).

Проростки пшеницы росли нормально, хотя на биохимическом уровне наблюдались некоторые изменения. Клетки корней были длиннее, побеги и корни были беспорядочно ориентированы.

У традесканций группа, облучённая на Земле, имела более высокий уровень мутаций, чем облучённая в полете. Уровень мутаций был одинаковым для необлучённого материала, за исключением мутации розовых волосков тычинки, которая проявила антагонистическую реакцию на факторы космического полета.  Также наблюдалось увеличение числа цветков у летавших образцов в течение 26 дней после полета по сравнению с клиностатными образцами. 


1972 год. Аполлон-17. 13 дней
5 малых мешотчатых прыгунов



Целью было выяснить, могут ли высокоэнергетические частицы галактических лучей нанести видимые в микроскоп повреждения мозга, глаз и других тканей.

Четыре из пяти мышей вернулись живыми: две в нормальном, активном состоянии; две передвигались с трудом, как будто под действием увеличенной силы тяжести. Ткани тела четырех выживших мышей не показали никаких изменений под воздействием высокоэнергетических частиц.  Обонятельный эпителий был сильно поврежден у четырех мышей, и менее у одной. Был зарегистрирован пролёт пяти частиц через глаза, но поражений сетчатки обнаружено не было.


1973 год. Скайлэб-3. 59 дней миссия, 30 часов эксперимент
180 куколок плодовых мушек
6 малых мешотчатых прыгунов

Целью эксперимента с мышами было изучение стабильности циркадного ритма млекопитающих во время космического полета.

Второй эксперимент был направлен на изучение феномена температурной компенсации в циркадном ритме насекомых. Поскольку цели двух экспериментов были схожи, они проводились в одном блоке, который был установлен в служебном модуле станции.

Примерно через 30 часов после запуска отказала система электроснабжения, полезных данных получено не было.

[Ый]

Биологические эксперименты в космосе проводятся с самых первых полётов. Их уже столько сделано, что описать всё невозможно. В каждом полёте этим экспериментам уделяется, наверно, самое большое время. Имеет смысл искать какие-то тематические эксперименты и их результаты. А всё описывать невозможно.

[Лунный заяц]

Биологические эксперименты в космосе проводятся с самых первых полётов. Их уже столько сделано, что описать всё невозможно.

Ну почему, вполне возможно. Но. Обычно везде пишут только "запустили крысок, мышек, рыбок, вырастили пшеничку, капустку". А что со всем этим добром случилось в итоге – не пишут. Я и хочу исправить этот пробел. Написать о результатах исследований. Что конкретно происходит с живыми организмами, как они развиваются, чем именно невесомость хуже (а может, лучше) нашей земной силы тяжести. Такой информации в той же Википедии, например, удивительно мало.

В каждом полёте этим экспериментам уделяется, наверно, самое большое время.

Это скорее касается экспериментов и наблюдений над человеком, то есть медицинских. Я пока не хочу касаться этой темы. В принципе, о том, что происходит с человеком в невесомости, и так достаточно написано в популярных источниках, и на этом форуме тоже.

[Лунный заяц]

1975 год. Космос-782 (Бион-3). 20 дней
Крысы линии Вистар
Плодовые мушки
Икра обыкновенного фундулюса
Плесень Phycomyces blakesleanus
Семена скерды волосовидной
Семена сосны
Ткани и клетки моркови

Планировалось сравнение влияния на живые организмы невесомости и искусственной гравитации. На борту была центрифуга для некоторых экспериментов.

У крыс самыми заметными различиями между полётными и наземными группами были: выраженное, широко распространенное истощение лимфоцитов и появление многочисленных очагов пикнотических и некротических клеток вместе с различным количеством пылевидных остатков. Второй эффект, предполагается, был вызван множеством стрессовых условий длительного космического полета. Формирование костной ткани было сильно нарушено у летавших в космос крыс, также у них была значительно ускорена резорбция [разрушение, рассасывание] костной ткани.

У рыб все морфологически нормальные мальки демонстрировали типичную реакцию испуга и ныряния. Микроскопические исследования показали, что летавшие в космос рыбки более здоровые. Развитие в микрогравитации не оказало серьёзного влияния на вестибулярную функцию.



Развитие дрозофил, по-видимому, нечувствительно к невесомости и процессы старения не были затронуты, за исключением небольшого снижения количества липофусцина, присутствующего в средней кишке и мальпигиевых сосудах. Единственным отрицательным эффектом было снижение отрицательного геотаксиса и спаривания.  Однако, уменьшение способности к спариванию скорее всего было результатом повреждения структур крыльев (которые очень важны в спаривании дрозофил) из-за перегрузок или других аспектов полёта, не связанных с невесомостью.

В невесомости выросшие из семян сосны растения имели направление корня и стебля, заданные направлением семени в субстрате. Только семена, высаженные зародышем вниз, росли правильно, корнем в землю и стеблем в воздух. Перевёрнутые семена давали растение корнем в воздух и стеблем в землю и т. д. Клетки проростков были круглой формы в отличие от угловатой для наземных образцов.

В космосе удалось получить нормальные проростки моркови, хотя развитие побегов было замедленным. [Клетки моркови способны развиваться в зародыши и давать начало полноценным растениям].
Был проведён эксперимент с морковью, нарезанной кружочками, на которые высеяли культуру бактерии Agrobacterium tumefaciens, вызывающей опухоли растений. Неожиданно на кружочках, размещённых в центрифуге, развились более крупные опухоли, чем на бывших в невесомости.

Плесень показала одинаковый вегетативный рост и генеративное развитие как в невесомости, так и в центрифуге. Однако у экземпляров из невесомости наблюдалась полная пространственная дезориентация.  По сравнению с наземными, они демонстрировали беспорядочный рост, скручивание, изгибы, образование петель, что, однако, не препятствовало их росту, половому и бесполому размножению.


1977 год. Космос-936 (Бион-4). 19 дней
30 крыс линии Вистар
Плодовые мушки

Из крыс 20 находились в невесомости, 10 в центрифуге с постоянной скоростью вращения.



Вернувшиеся крысы были в хорошем состоянии. Выяснилось, что жёсткость костей и скорость их формирования уменьшаются во время космического полета. У крыс в центрифуге жёсткость костей была в норме, но скорость формирования – нет. Отмечено вредное влияние космической радиации на ткани сетчатки глаза. Крысы из невесомости имели изменения в тканях печени, которых не было у крыс из центрифуги. То же касается некоторых аномалий мышц и костей.
Подтверждено усиление гемолиза в космическом полёте, при центрифугировании оно наблюдалось в меньшей степени. Вероятно, гемолиз вызывается смещением жидкости в сторону головы в условиях невесомости.

У плодовых мушек процессы развития в основном не изменились, но исследования показали, что возможно ускорение старения. Также были отмечены различия в крыльях у отправленных в космос дрозофил по сравнению с наземной группой.


1979 год. Космос-1129 (Бион-5). 18 дней
Крысы линии Вистар
Яйца японского перепела
Ткани моркови

После полёта крысы находились в хорошем состоянии. В костях крыс произошли изменения – сокращение образования костной ткани, уменьшение объёма, плотности и прочность костей, увеличение содержания жира в костном мозге, изменения в остеобластах и остеокластах. В мышцах уменьшился размер мышечных волокон, изменилось соотношение типов волокон.
Хотя скорость резорбции костной ткани во время миссии снизилась, в конце полёта она всё ещё составляла 75-80% от нормы.  Это может указывать на то, что потеря костной ткани будет продолжаться в течение более длительных полётов. Постоянный дисбаланс между формированием и разрушением костной ткани, а также значительное выведение натрия и калия из организма указывают на то, что минеральный гомеостаз не адаптируется к невесомости.

На корабле находилась камера для спаривания грызунов. Она была разделена на два отсека, в одном находились пять самок, в другом – два самца. На второй день полёта дверцы в перегородке были открыты.



Хотя все крысы в группах полёта и синхронного контроля были впоследствии признаны фертильными, ни одна из них не родила в результате спаривания, которое могло произойти в космосе.

Планировалась инкубация яиц перепела в полёте. Но система контроля влажности в инкубаторе отказала и все эмбрионы внутри яиц погибли, кроме одного. Выживший эмбрион развивался нормально.

Был изучен рост опухолей на кружочках моркови, заражённых Agrobacterium tumefaciens. Этот эксперимент показал, что микрогравитация не может быть корректно смоделирована на земле помещением растения в клиностат.

[Лунный заяц]

1982 год. СТС-3 [Шаттл]. 8 дней
Проростки овса
Проростки сосны Эллиота
Проростки маша



Растения росли к источнику света, как и предполагалось. 24 из 93 корней росли вверх, против ни одного из наземной группы. В корнях маша количество общих делений было примерно в два раза меньше, чем в обычных лабораторных экспериментах.  Однако никаких грубых изменений не было обнаружено – за исключением уменьшения числа делящихся клеток, корни маша были в хорошем состоянии.

Проростки были короче наземных у всех трёх видов. Общее снижение содержания лигнина в семенах сосны было на 4-5 % ниже контрольного и не было статистически значимым. Маш показал значительное снижение содержания лигнина по сравнению с контролем. Результаты в целом подтвердили гипотезу о том, что синтез лигнина снижается в условиях микрогравитации.


1983 год. СТС-8. 6 дней
6 крыс линии Вистар

Проверялось, можно ли содержать крыс в одном отсеке корабля с людьми. По итогам эксперимента модуль для крыс был доработан.


1983 год. Космос-1514 (Бион-6). 5 дней
Макаки-резусы
Крысы линии Вистар

В космос было отправлено 10 беременных крыс, которые провели там дни с 13 по 18 своей беременности (весь срок у крыс длится 21 день). 5 крыс были умерщвлены сразу после приземления, оставшимся дали выносить потомство.

У исследованных плодов были выявлены сравнительная общая системная незрелость образцов, побывавших в полёте, наиболее выраженная в глазных, вестибулярных и корковых структурах; аномалии в нейронах или рядом с ними. У новорождённых крысят таких отклонений выявлено не было. Осталось неясным, являются ли эти эффекты результатом воздействия невесомости или других факторов космического полета.


1984 год. СТС-10. 8 дней
6 крыс линии Вистар

Эксперимент был направлен на изучение влияния пониженной гравитации на течение артрита, вызванного адъювантами. 3 крысы были здоровыми и 3 с артритом.

Не было отмечено значительных различий в степени отёчности в инъецированных адъювантом задних лапах.  Однако распространение артрита было менее обширным у летавших крыс по сравнению с предыдущими наземными исследованиями. Возможно, на результаты повлияло то, что возвращение в атмосферу произошло во время, когда системная стадия заболевания только развивалась.

Здоровые крысы в полёте больше ели и весили больше в конце полёта, чем наземные крысы.


1985 год. СТС-51Б. 7 дней
Беличьи саймири [вид широконосых обезьян]
Крысы

Послеполётные анализы тканей показали, что крысы не подвергались длительному или значительному стрессу. Крысы пили больше воды во время во время полета, циркадный ритм потребления пищи изменился, а температура тела снижалась во время бодрствования.


1985 год. СТС-51Ф. 7 дней
Проростки сосны Эллиота
Проростки овса
Проростки маша

Содержание лигнина в космических проростках было значительно снижено у всех трёх видов растений по сравнению с контролем.  У самых молодых сеянцев сосны (возраст 4 дня при старте, 12 на момент анализа), содержание лигнина было в среднем на 13% меньше, чем в контроле. В самых старых сеянцах сосны (10 дней при запуске, 18 на момент анализа), содержание лигнина было на 8 % меньше. Содержание лигнина в маше и овсе было меньше на 24% и 23% в среднем. Таким образом, сила тяжести важна для лигнификации.

[Лунный заяц]

Сентябрь-октябрь 1987 года. Космос-1887 (Бион-8). 12 дней
Макаки-резусы
Крысы линии Вистар

Изучалось влияние микрогравитации на миокард. У космических крыс в ткани наблюдались потеря микротрубочек и фибриллярный отек с сопутствующим увеличением осмотического давления и проникновением жидкости в клетки.  Прерывистые участки отсутствующей протофибриллы наблюдались в поперечных срезах, что свидетельствует о разрушении мышцы. Также наблюдались изменения в капиллярах. Точечный подсчет митохондрий в левом желудочке составил в среднем 39,9 для вивария, 38,9 для контрольных крыс и 32,5 для летавших в космос. Из этих данных можно сделать вывод, что умеренная нагрузка на сердце при нормальной земной гравитации необходима для сохранения митохондриальной структуры и функции.

Выяснилось, что клетки костного мозга летавших крыс дают пониженную реакцию на колониестимулирующий фактор [полипептид, который увеличивает количество нейтрофилов и макрофагов в периферической крови]. Наблюдались и другие изменения в иммунной системе.

Анализы выявили более низкую концентрацию кальция, фосфора и остеокальцина, но не коллагена, в дистальной половине диафиза [средняя часть трубчатой кости] космических крыс по сравнению с наземными. Концентрация коллагена была снижена только в проксимальной половине диафиза. Параметры скелетного метаболизма выявили отличия содержания в сыворотке крови кальция, остеокальцина и щелочной фосфатазы у полётных крыс, что указывало на избыток стероидных гормонов.

Изучение костной ткани позволило предположить, что во время полета могут произойти изменения в сосудах, которые повлияют на костеобразующую способность остеобластов в несущих вес костях.
Исследования показали, что за короткий период микрогравитации мышцы, содержащие высокий процент медленно сокращающихся мышечных волокон подвергаются большей степени деградации белков миофибрилл, чем мышцы, содержащие в основном быстро сокращающиеся волокна. Основной мишенью, по-видимому, является молекула медленного миозина.


Декабрь 1987 года. Мир. 9 дней
Бактерии
Хлорелла штамма ЛАРГ-1
Гуппи

Был проведён эксперимент по функционированию экосистемы из водорослей, бактерий и рыб в аквариуме на борту станции. Прямоугольный аквариум из оргстекла имел объём 0,5 л и освещался люминесцентной лампой мощностью 8 Вт.




Август 1988 года. Мир. 10 дней
Повторение эксперимента декабря 1987 года

Результаты экспериментов с аквариумом показали, что в невесомости рост, развитие и размножение водорослей в составе системы «водоросли-бактерии-рыбы» проходили нормально и факторы полёта не оказали влияния на продуктивность водорослей. Был сделан вывод, что простые водные экосистемы могут быть использованы в СЖО на борту космических аппаратов.


Март 1989 года. СТС-29. 5 дней
4 крысы линии Лонг-Эванс

Изучался процесс заживления переломов при микрогравитации. Крысам была сделана остеотомия правой малоберцовой кости с помощью пилы и сверла. Из наземного контроля половина крыс была подвешена за хвост для моделирования невесомости путём устранения нагрузки на задние лапы.



Выяснилось, что хуже всего переломы заживали в невесомости; в меньшей степени замедляло процесс подвешивание; быстрее всего заживали при обычной нагрузке.


Сентябрь 1989 года. Космос-2044 (Бион-9). 14 дней
Макаки-резусы
Крысы линии Вистар

Цели эксперимента и послеполётные исследования были примерно такими же, как и на Космосе-1887.

У крыс наблюдались изменения в костной ткани, в мышцах (уменьшение массы и площади поперечного сечения волокон, уменьшение количества медленно сокращающихся волокон при увеличении быстро сокращающихся), в структуре и химическом составе сердца, в уровне гормонов, метаболизме, иммунной, нервной и репродуктивной системах. При этом крысы сохраняли активность и были в хорошем состоянии.


Октябрь 1989 года. СТС-34. 5 дней
Проростки кукурузы

Кукуруза выращивалась в полной темноте, чтобы растения не могли тянуться к свету.

Ткани космических сеянцев выглядели нормальными, растения отличались только отсутствием ориентации корней и побегов. Во многих случаях корни и побеги росли параллельно, или побеги были скручены и выглядели узловатыми. Вес и содержание гормонов в летавших проростках статистически не отличались от наземных.

[Maki]

Извиняюсь, добавлю немного скепсиса - не из вредности, а так, объективности для.

интересным биологическим исследованиям в условиях невесомости и пониженной гравитации

И так уделяется избыточное внимание. Ибо это на данный момент надуманные научные проблемы.
Так что вот, вы тут правильно всё видите:

И если биологических экспериментов в микрогравитации проведено приличное количество, то с гипогравитацией тут всё очень плохо, как будто учёные решительно не собираются осваивать ни Луну, ни Марс.

Именно решительно. Это всё просто инерция политики и пропаганды ХХ века о длительных человеческих космических полётах и колониях. Но пилить грантики космобиологам никто пока не запрещает, да.

P.S.
В "гипогравитации", у нас прекрасно живёт водная фауна, включая придонных крабов и морских ежей. Полуводные животные, типа болотной черепахи (которых я лично наблюдал на Ахтубе), вообще живут и на берегу, и в воде. С тюленями и каланами то же. И то, что некоторые позвоночные типа китов, плиозавров или мозозавров уползали из гравитации в воду навсегда - такие факты учёным тоже давно известны. Так что если организм подготовлен эволюцией - гипогравитация ему вполне подходит. Спортивную подготовку, тоже никто не отменял, кстати. Не думаю, что на Марсе, при 1/3 земной гравитации, проведя несколько лет на "базе" человек сдохнет. У нас и в полной невесомости летали по 500-600 дней. Но, боюсь, по возвращении марсонавт получит нехилый стресс для ног, позвоночника и сердечно-сосудистой системы. И уж размножаться там ему точно не рекомендуется.
В общем, как вы поняли, идея мучить людей на экономически-бесполезных телах мне нравится не очень...

[Лунный заяц]

интересным биологическим исследованиям в условиях невесомости и пониженной гравитации

И так уделяется избыточное внимание.

С точки зрения космоскептиков – конечно (нахрен вообще этот космос, он тотально убыточен кроме обеспечения связи на Земле и наблюдения за ней же, если кто туда и будет летать, то только автоматы и роботы с научными целями, людям там делать нечего, следовательно животным и растениям тоже). С точки зрения космоэнтузиастов – ни в коем случае. Общее число экспериментов хоть и приличное, но все они "одно по одному". Очень мало видов отправлялось в космос, по сути – только типичные лабораторные животные (крысы, мыши, гуппи там всякие). Экспериментов с попытками размножения два-три от силы. Осмысленных экспериментов в пониженной гравитации не было вообще! Это настолько странно, что невольно начинает лезть в голову всякая конспирология (которую я, есть вероятность, изложу здесь, если осилю дойти до конца хронологии исследований).

В "гипогравитации", у нас прекрасно живёт водная фауна, включая придонных крабов и морских ежей.

Всё-таки в "невесомости", плотность биотканей примерно равна плотности воды. В гипогравитации, что с кавычками, что без, на Земле не живёт никто. Этим она и интересна. Должна быть. Но почему-то нет.

Не думаю, что на Марсе, при 1/3 земной гравитации, проведя несколько лет на "базе" человек сдохнет.

Человек, как известно, выносливей любой скотины. Выживет везде. Я в том числе поэтому про людей здесь ничего не пишу.

[Maki]

Это настолько странно, что невольно начинает лезть в голову всякая конспирология

Ничего странного Никаких "космоскептиков не существует", а есть просто понимание того, что помещать человека в противоестественную среду только из соображений "энтузиазма" - это иррациональное поведение.

Всё-таки в "невесомости", плотность биотканей примерно равна плотности воды. В гипогравитации, что с кавычками, что без, на Земле не живёт никто. Этим она и интересна.

Именно равна, и даже несколько выше. Поэтому, на глубине 6000 метров рыба и давления воды не ощущает, и при этом давления гравитации тоже. Так что и так всё ясно. И опыты с животными в невесомости просто бесполезны. И, тем более, с человеческими т.н. "здоровыми добровольцами". 
 

Человек, как известно, выносливей любой скотины. Выживет везде.

Это глубокое заблуждение. Анатомию, физиологию и биохимию нам эволюция отвела вполне определённую. Какие-то рамки можно расширить тренировками, или временно выживать в невыносимых условиях. Но это удел отдельных экстремалов. Я ведь не отрицаю, что при наличии тепла, воды, воздуха и пищи, человек и в лунных, и марсианских условиях проживёт какое-то время без фатальных потерь здоровья. Тут вопрос в другом - эачем это нужно вообще?

космос конечно
тотально убыточен кроме обеспечения связи на Земле и наблюдения за ней же, если кто туда и будет летать, то только автоматы и роботы с научными целями, людям там делать нечего, следовательно животным и растениям тоже).

Вы сейчас не о "скептицизме" говорите, а просто о рациональном мышлении. Вот подумайте, отчего "энтузиасты" перестали погружаться в батискафах на запредельные глубины, и учёные теперь исследуют их эхолотами и автоматическими аппаратами? "Скептики" мешают? Если так - тогда и вот, конспирология...

И, прекращаю оффтоп. Если государство платит за работу наших космонавтов на МКС- пусть изучают. Программа напряжённая.
Вот, полный список российских медико-биологических программ:

(кликните для показа/скрытия)

«Аквариум» — исследование влияния условий космического полёта на эмбриогенез, онтогенез, органогенез и поведение гетеротрофных организмов (рыб и т.д.), обитающих в водной среде;
«Альгометрия» — исследование болевой чувствительности у человека в условиях космического полёта;
«АРИЛ» — воздействие ФКП на экспрессию штаммов-продуцентов интерлейкинов 1α, 1β, АРИЛа;
«Бактериофаг» — исследование воздействия факторов космического полёта на бактериофаги;
«Биодеградация» — начальные этапы деградации и биоповреждения в условиях космоса;
«БИМС» — исследование процессов информационного обеспечения медицинского сопровождения полёта с использованием бортовой информационной медицинской системы, интегрированной в информационную управляющую систему Российского Сегмента (ИУС РС) МКС;
«Биокард» — исследование электрофизиологических свойств и особенностей перестройки работы сердца при функциональном воздействии с приложением ОДНТ с использованием ЭКГ в двенадцати отведениях;
«Биоплёнка» — исследование закономерностей формирования биоплёнок в условиях невесомости;
«Биориск» — исследование влияния факторов космического пространства на состояние систем «микроорганизмы-субстраты» применительно к проблеме экологической безопасности космической техники и планетарного карантина;
«Биоэмульсия» — исследование и отработка автономного реактора закрытого типа для получения биомассы микроорганизмов и биологически активных веществ без внесения дополнительных ингредиентов и удаления продуктов метаболизма;
«Взаимодействие» — контроль групповой деятельности экипажа в условиях космического полёта;
«Виртуал» — пространственная ориентация и взаимодействие афферентных систем в условиях невесомости;
«Иммуно» — исследование нейроэндокринных и иммунных ответов у человека во время и после полёта на МКС;
«Исследование грызунов»-исследование грызунов;
«Кальций» — изучение влияния микро-гравитации на растворимость фосфатов кальция в воде;
«Кардиовектор» — изучение влияния факторов космического полёта на пространственное распределение энергии сердечных сокращений и роль правых и левых отделов сердца в приспособлении системы кровообращения к условиям длительной невесомости;
«Константа-2» — изучение влияния факторов космического полёта на изолированные фермент-субстратные системы;
«Контент» — дистанционный мониторинг психофизиологического состояния экипажа, а также внутригруппового и межгруппового взаимодействия на основе содержательного анализа коммуникации между экипажем и ЦУП;
«Конъюгация» — отработка процесса передачи генетического материала методом конъюгации бактерий;
«Коррекция» — исследование эффективности фармакологической коррекции минерального обмена в условиях длительного воздействия невесомости;
«Космокард» — изучение влияния факторов космического полёта на электрофизиологические характеристики миокарда и на их связь с процессами вегетативной регуляции кровообращения при длительном действии невесомости;
«Микробиологический мониторинг». Изучение характера формирования и распространения микроорганизмов в обитаемых отсеках МКС;
«Мотокард» — механизмы сенсомоторной координации в невесомости;
«Нейроиммунитет» — исследование надёжности профессиональной деятельности космонавта в длительном космическом полёте;
«Пародонт2» — исследование состояния тканей пародонта в условиях космического полёта;
«Перемещение жидкостей» — перемещение жидкостей до, после и во время длительного космического полёта и связь данного феномена с внутричерепным давлением и нарушением зрения;
«Пилот-Т» — исследование надёжности профессиональной деятельности космонавта в длительном космическом полёте;
«Полиген» — выявление генотипических особенностей, определяющих индивидуальные различия в устойчивости биологических объектов к факторам длительного космического полёта (исследования на плодовой мушке Drosophila melanogaster);
«Регенерация-1» — исследование влияния различных факторов космического полёта на процессы регенерации у биообъектов по морфологическим и электрофизиологическим показателям;
«Сарколаб» — изучение взаимосвязи между мышечно-сухожильными и нервно-мышечными изменениями, определяющими или лимитирующими сократительные функции у человека в продолжительном космическом полёте;
«СПЛАНХ» — исследование особенностей структурно-функционального состояния различных отделов желудочно-кишечного тракта для выявления специфики изменений пищеварительной системы, возникающих в условиях космического полёта;
«Структура» — получение высококачественных кристаллов белков;
«УДОД» — изучение возможности коррекции гемодинамических изменений в невесомости с помощью отрицательного давления на вдохе;
«Фаген» — изучение мутационных сдвигов у терапевтических бактериофагов после пребывания в условиях космического полёта;
«Феникс» — исследование воздействия факторов космического пространства на состояние генетического аппарата и выживаемость высушенных лимфоцитов и клеток костного мозга;
«Хроматомасс-спектр-М» — оценка микробиологического статуса человека методом хроматомасс-спектрометрии;
«Электронный нос» — исследование развития бактериальной и грибной микрофлоры на поверхностях материалов в условиях космического полёта с помощью портативной газовой сенсорной системы Э-НОС;
«Fluid Shifts» («Перемещение жидкостей») — перемещение жидкостей до, после и во время длительного космического полёта и связь данного явления с внутричерепным давлением и нарушением зрения;
«OCULAR HEALTH» — исследование состояния зрения экипажей МКС;
«SLEEP MONITORING» — актиграфия сна и бодрствования, а также изучение влияния воздействия света в полёте.
«Кальций» — изучение влияния микро-гравитации на растворимость фосфатов кальция в воде;
«Феникс» — исследование воздействия факторов космического пространства на состояние генетического аппарата и выживаемость высушенных лимфоцитов и клеток костного мозга;
«Каскад» — исследование процессов культивирования клеток различных видов;
«Биодеградация» — исследование начальных этапов колонизаций микроорганизмами поверхностей конструкционных материалов в условиях замкнутой среды обитания экипажа МКС.

[Лунный заяц]

Вот, полный список российских медико-биологических программ

"Кальций", "Феникс" и "Биодеградация" повторяются.

[Maki]

"Кальций", "Феникс" и "Биодеградация" повторяются.

И всего три ошибки в огромном перечне что-то значат? Да ну... Вероятно, с сайта Роскосмоса или РАН скопипастили неаккуратно.
А вот сколько проектов из перечня это "космонавтика для Землян", и сколько - "космонавтика о космонавтике" - вот это серьёзный вопрос. ИМХО - ничтожно мало.
P.S.
Не знаю,  наши или американцы, но установили, что в невесомости может значительно возрастать скорость регенерации некоторых тканей. Если из этого, в будущем, из этих работ вырастут орбитальные ожоговые  центры, хирургия, травматология - тогда получится, что мышей за хвост в невесомости , далёкие предки дёргали не зря. 

[Лунный заяц]

А вот сколько проектов из перечня это "космонавтика для Землян", и сколько - "космонавтика о космонавтике" - вот это серьёзный вопрос. ИМХО - ничтожно мало.

Для Землян (почему с большой буквы?) вон Маск спутники запускает, уже всё небо засорил, скоро звёзд не увидишь из-за спутников.
Наоборот, интересен и нужен космос для космоса!

Не знаю,  наши или американцы, но установили, что в невесомости может значительно возрастать скорость регенерации некоторых тканей.

Я пока такой информации не встречал. Только разве что артрит в невесомости медленнее прогрессирует.

[Лунный заяц]

Март 1989 года. СТС-29. 5 дней
(уже было про этот полёт, но на этот раз информация по растениям)
Лилейник
Гаплопаппус

Побеги у космических растений были меньше, при этом корни на 40-50% больше. Рост корней в космосе происходил в случайных направлениях. Количество клеточных делений в космических образцах было стабильно ниже контрольных. Хромосомные перестройки отсутствовали в наземных материалах, но присутствовали в 3-30% делящихся клеток в кончиках корней полётных растений. Точная причина этих отклонений осталась неясна, но данные дозиметрии показали, что одной радиации недостаточно для объяснения результатов.


Январь 1990 года. СТС-32. 10 дней
Плесень Нейроспора густая

Исследовался циркадный ритм плесени с целью выяснить, существуют ли встроенные в организм биологические часы или же они полностью управляются внешними сигналами.

Выяснилось, что ритм сохраняется в космосе с незначительными колебаниями амплитуды и периода. Нарушение ритма было устранено на седьмой день, когда культуры были подвергнуты действию света и ускоряющих сил при перемещении астронавтами. Ритмичность восстановилась и сохранялась на протяжении всего полёта, что указывает на эндогенную генерацию ритма.


Март 1990 года. Мир. 22 дня
43 яйца японского перепела

Птенцы должны были пройти весь цикл эмбриогенеза в невесомости.

В космосе вылупилось 8 птенцов из прошедших полный цикл инкубации 35. В синхронном контроле вылупилось 19 из 35, в лабораторном 22 из 35. После доставки яиц на Землю выяснилось, что ещё 7 птенцов не смогли вылупиться, так как были расположены головой в остром конце яйца – в наземных условиях такое бывает, но довольно редко. Было сделано предположение, что неправильное расположение птенцов вызвано нарушением макроструктуры яиц из-за перегрузок и вибраций при выводе корабля на орбиту, и, если на Земле гравитация восстановила бы макроструктуру, в невесомости это было невозможно.

Вылупившиеся на станции птенцы внешне были нормальными, реагировали на раздражители, двигались и издавали звуки. Космонавты пересадили птенцов в специально разработанную камеру с сетчатым полом, сверху в эту камеру дул воздушный поток, который, по мысли разработчиков, должен был прижимать птенцов к полу и помочь им удерживаться на нём. Но птенцы в течение 10 часов лишь беспорядочно вращались в воздухе и не пытались зацепиться за пол. В итоге космонавты поместили их в ячейки инкубатора и прижали к полу марлевыми салфетками. Птенцов, вылупившихся через два-три дня после первых, сразу размещали в ячейках и ограничивали движения.

Птенцы, болтавшиеся в воздухе в течение 10 часов, не стали питаться. Птенцы, которых сразу после вылупления искусственно прижали к полу, активно клевали корм.

По итогам наблюдений за птенцами был сделан вывод, что их врождённые программы поведения реализуются только при успешной ориентации в пространстве, которую на Земле обеспечивает сила тяжести. В невесомости ограничение движений (прижатие к полу) позволяет в какой-то степени заменить гравитацию и дать новорождённым птенцам возможность сориентироваться.


Июнь-август 1990 года. Мир. 54 дня
Пекинская капуста
Редис

В ранних экспериментах с растениями в космосе наблюдалась низкая всхожесть семян, проростки были карликовыми и часто погибали. Было предложено несколько объяснений: действие невесомости самой по себе; неправильная технология выращивания; токсические микропримеси в воздухе космических аппаратов. Основной целью экспериментов с высшими растениями на станции «Мир» было выяснить, какая из этих гипотез верна.

Эксперименты проводились в разработанной для станции оранжерее «Свет».



Первый эксперимент показал, что выращенные в космосе пекинская капуста и редис имели нормальный морфогенез, но развивались медленнее и были заметно меньше наземных.



Наиболее вероятной причиной было то, что в невесомости влага перемещается в субстрате не так, как при гравитации, из-за чего корни не получали достаточного количества воды и минеральных веществ, то есть верна гипотеза о неправильной технологии выращивания. Подтверждение этому должно было быть получено в следующих экспериментах с оранжереей «Свет».


Август 1990 года. Мир. 8 дней
4 японских перепела

Поскольку вылупившиеся в мартовском эксперименте птенцы перепелов не сумели самостоятельно адаптироваться к невесомости, было принято решение провести эксперимент со взрослыми птицами.

Перепела (3 самки и 1 самец) были закреплены у кормушек специальными жилетами-фиксаторами. Птицы активно поедали корм и вели себя в целом нормально. При освобождении от фиксатора перепела были в состоянии ориентироваться в пространстве и сами подлетали к кормушке. Хотя условия полёта в невесомости сильно отличаются от таковых при силе тяжести (крылу не требуется создавать подъёмную силу), птицы оказались способны адаптироваться к необычной среде и самостоятельно научиться как минимум добираться до места, где они получали корм.

Вернувшиеся на Землю птицы неуверенно двигались и принимали ненормальную позу с опущенной и повёрнутой влево головой. Через 9 часов поведение птиц стало нормальным.

Самки за все дни эксперимента не снесли ни одного яйца как в полётной, так и в контрольной группе, что, видимо, было вызвано стрессом от пребывания в невесомости и перегрузок, которым подвергалась и контрольная группа. Позже самки начали нести яйца, из которых выводились здоровые птенцы.


Октябрь 1990 года. СТС-41. 5 дней
Проростки лилейника
Проростки гаплопаппуса
16 крыс линии Вистар

В эксперименте с растениями биомасса корней на 67-95% превышала показатели наземного контроля. Предположительно, микрогравитация привела к изменению распределения влаги в субстрате, создав более влажную, а значит, более благоприятную среду для образования корней.

Целью эксперимента с крысами была проверка гипотезы о том, что во время космического полёта возникает дефицит гормона роста, и что этот дефицит способствует потере костной массы и функции тканей. Предполагалось, что замена рекомбинантным гормоном роста вместе с адекватным питанием и нагрузками остановит процесс дегенерации костей и тканей.
Эксперимент с крысами финансировался компанией Genentech, которая засекретила результаты.

[ivanij]

  Можно ещё ознакомиться со статьёй А.Железнякова в журнале "Вселенная. Пространство. Время." за № 6 (28) 2006 года. https://yandex.ru/search/?text=%D0%A1%D0%B5%D0%BA%D1%81+%D0%B2+%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%81%D0%B5.+%D0%90%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D1%80+%D0%96%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BD%D1%8F%D0%BA%D0%BE%D0%B2.+%D0%92%D1%81%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F+%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE+%D0%B2%D1%80%D0%B5%D0%BC%D1%8F+%E2%84%96+9+2006&lr=213&clid=2320026
  Статья, конечно, популярная, но описан и ...хмм фактический материал. Ссылку даю не для обсуждения, а исключительно в информационных целях

[Лунный заяц]

Июнь 1991 года. СТС-40. 9 дней
29 крыс линии Спрег-Доули
2478 ушастых медуз

По сравнению с контрольной группой, космические крысы после приземления оказались вялыми, с пониженным мышечным тонусом, а также меньше пользовались хвостами для балансировки. В день приземления у крыс было меньше красных и белых кровяных телец, чем у наземных, но их уровень нормализовался через девять дней. Обнаружились изменения в мышечной ткани, которые способны нарушить функцию противостояния гравитации и контроль за позой тела.

Крысы, содержавшиеся в одиночных ячейках, больше страдали и медленнее восстанавливались, чем содержавшиеся в группах. В целом, крысы адаптировались к микрогравитации лучше, чем ожидалось.

У эксперимента c медузами было две цели. Первая – выяснить, может ли в невесомости прикреплённая и размножающаяся вегетативно форма полипа нормально трансформироваться в плавающую и размножающуюся половым способом эфиру. Вторая – узнать, влияет ли микрогравитация на развитие гравирецепторов и плавательные движения.



Отправленные в космос медузы были как в форме полипов, так и в форме эфир. Некоторые полипы были обработаны веществами, вызывающими метаморфоз медуз, чтобы они превратились в стробилы и дали поколение эфир уже в полёте.

Выросшие в невесомости эфиры медуз в основном были нормальными, хотя в космосе у них наблюдались гормональные отклонения, а на Земле – странное поведение при плавании. У эфир, которые развились в наземных условиях и затем были отправлены в космос, выявлены изменения в гравирецепторах. Как те, так и другие эфиры явно испытывали трудности с ориентацией в невесомости.


Сентябрь 1991 года. СТС-48. 5 дней
8 крыс

Эксперимент проводился над молодыми самками крыс (возраст 31 день). Целью было изучение атрофии мышц, транспорта глюкозы и метаболизма в невесомости. Также учёные хотели выяснить, насколько точно в плане атрофии мышц воспроизводит условия микрогравитации подвешивание за хвост, когда задние конечности не несут нагрузку. Было две наземных контрольных группы – с подвешиванием за хвост и без него.

Во всех группах крысы потребляли корм с одинаковой скоростью, однако летавшие в космос набрали больше веса, чем контрольные. И у космических, и у подвешенных за хвост наземных в мышцах, несущих вес, наблюдалась атрофия и ослабление роста, в то время как не несущие вес мышцы росли нормально. Как летавшие, так и подвешенные за хвост крысы имели повышенную чувствительность к инсулину. Таким образом, подвешивание за хвост в земных условиях хорошо эмулирует микрогравитацию, если говорить о развитии мышц, которые при этом перестают нести нагрузку.

[Dem]

В "гипогравитации", у нас прекрасно живёт водная фауна, включая придонных крабов и морских ежей.

Это не гипогравитация.
Для внутриклеточных процессов - это полноценное 1же, для организма в целом - околонулевая. А 1/3 и рядом нет.

[Rattus]

Для внутриклеточных процессов - это полноценное 1же

Клеточным процессам ввиду их масштаба - хоть 0, хоть 200, (а если брать именно что ВНУТРИклеточные - то и все 2000) g вообще не различимо.
Доказано любой лабораторной центрифугой.

[Maki]

Для внутриклеточных процессов - это полноценное 1же, для организма в целом - околонулевая.

Для организма в жидкости - околонулевая, а для клеточных органелл, тако же пребывающих в жидкой среде - 1g? А если подумать?
Ну и см. что вам подсказывает ув. Rattus, конечно же.

[Лунный заяц]

Январь 1992 года. СТС-42. 8 дней
396 семян овса
144 семени мягкой пшеницы
Пекарские дрожжи
7 миллионов нематод Caenorhabditis elegans
32 миллиона клеток хрящевой ткани домовых мышей

В экспериментах с растениями использовались центрифуги, создающие силу тяжести от 0 до 1 g. Планировалось определить минимальный порог силы тяжести, который вызывает реакцию растений, а также выяснить, пропорциональна ли она интенсивности стимуляции.

Семена прорастали в темноте. Перед началом опытов проростки находились в центрифуге при искусственной силе тяжести 1 g. Стимуляция тропизма [направления роста] производилась боковым центростремительным ускорением на центрифуге в диапазоне от 0,1 до 1 g и за время от 2 до 130 минут. Выяснилось, что если минимальный порог силы тяжести для реакции проростков овса и существует, то он меньше 0,1 g.

По аналогичной методике изучалось влияние света на тропизм растений. После проращивания семян пшеницы на центрифуге при 1 g проростки переносили в условия микрогравитации и освещали светом длительностью от 3 секунд до 33 минут 18 секунд. Реакция искривления на световой стимул в космосе существенно не отличалась от наземных контрольных растений, за исключением групп, облучавшихся светом в течение 6 и 9 секунд.

Для нематод изучались генетические изменения в клетках из-за действия космических лучей. Не было обнаружено явных различий в развитии, поведении и хромосомной механике при микрогравитации по сравнению с земными условиями. Как самооплодотворение, так и спаривание самцов с гермафродитами были успешными. Симметрия и гаметогенез были нормальными, дефектных кариотипов и распределения клеток не наблюдалось. Были выделены различные мутанты по гену unc-22, у мутантов обнаружены крупные делеции. Скорость мутагенеза оказалась значительно выше, чем у контрольной группы. Число мутаций было в 10 раз выше, чем на Земле.

Для клеток мышей наблюдалось значительное отслоение клеточных слоёв. Форма клеток массово изменилась с уплощённой до округлой.

В эксперименте с дрожжами не было отмечено какого-либо влияния невесомости на рост клеток.


Июль-август 1992 года. СТС-46. 8 дней
Клетки гипофиза крыс

Целью эксперимента было выяснить, как микрогравитация влияет на выработку гормона роста клетками гипофиза. Гормон роста действует на разнообразные ткани организма, например: печень, мышцы, жировую и кроветворную ткань. Изменения его секреции могут способствовать атрофии мышц в невесомости.

Выяснилось, что клетки гипофиза крыс чувствительны к невесомости и что изменения в этих клетках подобны тем, которые наблюдались у живых крыс в космосе. Количество и биологическая активность гормона роста, структура и содержание гормонов в клетках, реакция на гидрокортизон отличались от наземного контроля. Также выяснено, что при микрогравитации в клетках гипофиза изменяется уровень пролактина, гормона, влияющего на размножение и иммунную систему.


Сентябрь 1992 года. СТС-47. 8 дней
Гладкие шпорцевые лягушки
Клетки лилейника
Клетки моркови

Этот полёт был первым крупным совместным проектом НАСА и Японского космического агентства, тогда называвшегося NASDA.

В эксперименте с лягушками планировалось выяснить, возможно ли нормальное размножение и развитие в микрогравитации. Прежние эксперименты по развитию амфибий в невесомости не дали ясных результатов, так как оплодотворение всегда проводилось на Земле. Представлялось вероятным, что наиболее чувствительны к изменению гравитации самые ранние стадии развития эмбриона, происходящие сразу после оплодотворения.

Лягушки под воздействием гонадотропина отложили икру в космосе, которая была оплодотворена там же. Часть икринок была помещена в центрифугу при 1 g, оставшиеся развивались в невесомости. Несмотря на некоторые различия в развитии между икринками в микрогравитации и в центрифуге, развитие до нейрулы [стадия, на которой у эмбриона появляется нервная система], практически не нарушалось. Однако головастики, развивавшиеся в невесомости, не смогли найти границу воды и воздуха и наполнить легкие. Только через несколько часов после приземления головастики стали заглатывать воздух. Неспособность надуть легкие вызвала бы серьёзные проблемы для лягушек при метаморфозе, если бы их оставили развиваться в невесомости. Побывавшие в космосе головастики демонстрировали более сильные оптомоторные поведенческие реакции, чем головастики из контрольной группы, что, вероятно, говорит о компенсации отсутствия гравитационных сигналов зрительной информацией. К 9 дню после полёта это различие исчезло.



На культивируемых клетках растений планировалось изучить критические стадии эмбриогенеза и выяснить, изменяются ли митоз и поведение хромосом в космосе. По итогам эксперимента количество развившихся эмбрионов и делящихся клеток оказалось значительно меньше в космических образцах, чем в наземных. В космических образцах найдены существенные изменения в кариотипе, которых не было в наземном контроле.


Октябрь-ноябрь 1992 года. СТС-52. 10 дней
12 крыс

Дегенеративные изменения костей и мышц в невесомости подобны таким же изменениям, наблюдаемым на Земле при обычном старении. Целью эксперимента было использовать это сходство при проверке эффективности препарата MK-217, разработанного компанией Merck & Co. для лечения остеопороза, типичного заболевания пожилых людей.

Перед отправкой в космос крысы получали инъекции MK-217 или физраствора. Исследования вернувшихся крыс проводились компанией Merck & Co., которая не публиковала подробных результатов, но сообщила, что её препарат заметно снизил эндокортикальную резорбцию в условиях микрогравитации по сравнению с контрольной группой.