Könnten Menschen eines Tages dauerhaft auf dem Mond oder Mars leben – und dort sogar Kinder bekommen? Diese Frage klingt nach Science-Fiction, beschäftigt die Raumfahrtforschung jedoch zunehmend ernsthaft. Denn langfristige Siedlungen außerhalb der Erde wären nur möglich, wenn menschliches Leben sich auch unter Bedingungen wie Schwerelosigkeit und erhöhter Strahlung entwickeln könnte.
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Ein Forschungsteam aus China will dieser Frage nun einen Schritt näherkommen sein. Erstmals wurden künstlich erzeugte menschliche Embryonen zur chinesischen Raumstation Tiangong geschickt, um dort frühe Entwicklungsphasen unter Weltraumbedingungen zu untersuchen.
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Keine echten Embryonen, sondern Zellmodelle
Die Proben bestehen aus menschlichen Stammzellen und ähneln in ihrer Struktur frühen Embryonen. Nach Angaben der Forscher besitzen sie jedoch nicht die Fähigkeit, sich zu einem menschlichen Fötus oder später zu einem Menschen weiterzuentwickeln.
Projektleiter Yu Leqian vom Institut für Zoologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften beschreibt die Strukturen deshalb als Modelle für die Erforschung früher Entwicklungsprozesse. Sie sollen helfen zu verstehen, wie sich Schwerelosigkeit und Weltraumstrahlung auf die ersten Phasen menschlichen Lebens auswirken.
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Die künstlichen Embryonen wurden mit der Versorgungsmission Tianzhou-10 zur Raumstation gebracht und dort in einem Experimentiermodul installiert. Nach Angaben der Wissenschaftler läuft der Versuch bislang planmäßig. Ein automatisiertes System versorgt die Proben täglich mit neuer Nährlösung.
Zwei Entwicklungsphasen werden untersucht
Für das Experiment nutzen die Forscher zwei verschiedene Modelle künstlicher Embryonen. Die erste Variante simuliert die Phase, in der sich ein Embryo in der Gebärmutter einnistet. Die zweite soll einen späteren Entwicklungsschritt nachbilden, bei dem sich erste Zellschichten bilden, aus denen später Organe und Gewebe entstehen.
Untersucht wird ein Zeitraum, der ungefähr den Tagen 14 bis 21 nach einer Befruchtung entspricht. Diese Phase gilt in der Embryonalentwicklung als besonders sensibel, weil sich in dieser Zeit grundlegende Körperstrukturen ausbilden.
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Parallel dazu werden identische Proben auf der Erde unter normalen Schwerkraftbedingungen untersucht. Nach fünf Tagen im All sollen die Proben eingefroren und später zur Erde zurückgebracht werden, um Unterschiede analysieren zu können.
Warum die Forschung für die Raumfahrt wichtig ist
Die Forschung soll helfen, Risiken für langfristige Aufenthalte im All besser zu verstehen. Leben auf der Erde entwickelte sich über Millionen Jahre unter dem Einfluss der Schwerkraft. Im Weltraum herrschen dagegen Bedingungen, die für biologische Prozesse völlig ungewohnt sind.
Neben Schwerelosigkeit spielt dabei auch die erhöhte kosmische Strahlung eine Rolle. Sie könnte Zellen schädigen und Entwicklungsprozesse beeinflussen. Noch ist weitgehend unklar, wie sich menschliche Fortpflanzung außerhalb der Erde überhaupt verhält.
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Frühere Experimente mit Tieren lieferten erste Hinweise. Chinesischen Forschern gelang es bereits 2016, Mäuseembryonen im All bis zum sogenannten Blastozystenstadium zu entwickeln – einer frühen Phase, in der sich ein Embryo normalerweise in die Gebärmutter einnistet. Japanische Wissenschaftler konnten diesen Versuch später wiederholen. Die Erfolgsrate lag unter Schwerelosigkeit allerdings niedriger als auf der Erde.
Schwierige ethische Fragen
Die Forschung berührt zugleich sensible ethische Fragen. Lange Zeit galt international die sogenannte 14-Tage-Regel: Menschliche Embryonen durften im Labor nicht länger als 14 Tage kultiviert werden. Diese Grenze wurde 2021 von der International Society for Stem Cell Research gelockert, allerdings nur unter strengen ethischen Vorgaben.
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Da die nun eingesetzten Modelle keine entwicklungsfähigen menschlichen Embryonen sind, sehen die Forscher geringere ethische Probleme. Trotzdem gehört die Forschung zu den umstrittensten Bereichen der modernen Biomedizin.
Hoffnung auf Erkenntnisse auch für die Medizin
Neben der Raumfahrt könnte die Forschung auch für die Medizin auf der Erde relevant werden. Entwicklungsstörungen in frühen Embryonalphasen stehen mit verschiedenen Krankheiten und Fehlbildungen in Verbindung. Die Experimente könnten deshalb helfen, grundlegende biologische Prozesse besser zu verstehen.
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Gleichzeitig bleibt offen, welche Ergebnisse die Untersuchung tatsächlich liefern wird. Erst nach der Rückkehr der Proben und dem Vergleich mit den Kontrollgruppen auf der Erde können die Wissenschaftler bewerten, wie stark sich die Bedingungen im All auf die frühe menschliche Entwicklung auswirken.
Für die Raumfahrt ist die Frage dennoch zentral. Dauerhafte Siedlungen auf Mond oder Mars würden langfristig nur funktionieren, wenn Menschen dort nicht nur leben, sondern sich auch fortpflanzen könnten. Ob das biologisch überhaupt möglich ist, gehört bislang zu den großen offenen Fragen der Weltraumforschung.
