Amerykański astronauta Scott Kelly będzie pierwszym Amerykaninem, który spędzi w kosmosie cały rok. W piątek 27 marca wyruszył na pokład Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wraz z dwoma astronautami z Rosji. Podczas gdy Scott przebywać będzie w kosmosie, na Ziemi zostanie jego brat bliźniak, Mark. Dzięki obserwacji zmian w organizmach Scotta i Marka naukowcy będą mogli dowiedzieć się jak pobyt w kosmosie wpływa na człowieka.
Bliźnięta w nauce
Nad pochodzeniem bliźniąt z naukowego punktu widzenia zastanawiał się Hipokrates, który twierdził, że jest to wynik rozdzielenie się plemnika na dwie części, z których każda wpada do oddzielnego rogu macicy. Bliźnięta przestały być traktowane jako biologiczna ciekawostka dopiero w drugiej połowie XIX wieku, gdy sir Francis Galton jako pierwszy zaproponował wykorzystanie bliźniąt w służbie nauki.
Obecnie dzięki bliźniętom naukowcy mogą na przykład dowodzić dziedziczności cech, lub na odwrót – badać jak środowisko wpływa na organizm i jego cechy. Badania bliźniąt można podzielić na te dotyczące rodzeństwa, które dorastało w tym samym środowisku lub te traktujące o rodzeństwie rozdzielonym w młodym wieku.
W przeszłości dzięki tego typu badaniom dowodzono, że to w genach leżą podstawy ludzkich skłonności do hazardu, nadużywania szkodliwych substancji czy typów osobowości. Według niektórych naukowców nawet 50 proc. przypadków schizofrenii wśród bliźniąt jednojajowych dotyczy obojga rodzeństwa.
Badania pomagają zrozumieć w jakim stopniu na rozwój i cechy wpływa genetyka, a w jakim otoczenie. W przypadku bliźniąt jednojajowych mamy przecież do czynienia z prawie identycznym kodem genetycznym w dwóch oddzielnych organizmach.
NASA
W przypadku braci Kellych mamy do czynienia z bardzo podobną, niemalże identyczną, historią. Obaj byli pilotami w służbie marynarki, pilotami doświadczalnymi, a w końcu także astronautami. Mimo że obaj bywali już w kosmosie, to nigdy w tym samym czasie. I raczej już nie będą mieli takiej szansy, bo Mark odszedł na astronautyczną emeryturę.
Mimo, że bracia przez najbliższy rok będą od siebie oddzieleni o średnio 250 kilometrów, to będą brać udział w tym samym eksperymencie. Naukowcy z dziesięciu uniwersytetów i kilku ośrodków badawczych chcą sprawdzić szkodliwy wpływ kosmosu na astronautów. Już teraz wiadomo, że astronautom słabną mięśnie, kości stają się bardziej łamliwe, a gałki oczne zmieniają kształt. NASA chce zbadać zarówno zmiany fizjologiczne dotyczące właśnie mięśni i organów, jak i wpływ kosmosu na zdolności poznawcze, geny, a nawet florę bakteryjną.
Kawa czy herbata
To oczywiście nie pierwsze tak spektakularne badania na podobny temat. Jednym z popularniejszych w historii eksperymentów z udziałem bliźniąt (a także kawy, herbaty i króla) jest badanie przeprowadzone na życzenie króla Szwecji Gustawa III pod koniec XVIII wieku. Opisują go autorzy książki „The World of Caffeine: The Science and Culture of the World's Most Popular Drug”.
Napoje kofeinowe dotarły do Szwecji już w drugiej połowie wieku XVII, ale popularność zdobyły dopiero kilkadziesiąt lat później. Stały się tak popularne, że w 1746 wydano królewski edykt, który przestrzegał przed nadmiernym spożyciem herbaty i kawy. Na „użytkowników” takich trunków naniesiono wysokie podatki. Osoby, które ich unikały, dostawały wysokie grzywny i... konfiskowano im filiżanki i talerze. Jeszcze w tym samym roku w Szwecji wprowadzono prohibicję na spożywanie kawy i herbaty. Ziarna jednak wciąż były sprowadzane, a ludzie parzyli kawę po kryjomu.
Kilkadziesiąt lat później król Gustaw chciał dowieść, która z tych substancji, kawa czy herbata, jest bardziej szkodliwa. Odnalazł dwóch skazanych braci bliźniaków, którym darował wolność pod jednym warunkiem. Jeden z nich do końca życia będzie pił kawę, a drugi herbatę. Najbardziej śmiertelne w całej tej historii okazały się jednak kule. Król Gustaw III zginął w 1792 roku w wyniku zamachu, a dokładniej infekcji, która wdała mu się w ranę postrzałową. Jeśli chodzi o badanych braci, to okazało się, że szybciej umarł ten, który pijał herbatę – miał 83 lata, co na tamten czas jest dość niesamowitym wynikiem.
Mniej snu
Przebadanie 100 par bliźniąt dało naukowcom możliwość zidentyfikowania mutacji genowej, która umożliwia normalne funkcjonowanie przy regularnym spaniu poniżej sześciu godzin dziennie. Naukowcy mierzyli długość snu w ośmiodniowym eksperymencie, a także sprawdzali jak bliźnięta radzą sobie z brakiem snu przez 38 godzin.
W przypadku jednej pary bliźniąt dwujajowych odnaleźli mutację genu odpowiedzialnego za sen. Dzięki niej, jeden z braci funkcjonował normalnie śpiąc wyłącznie 5 godzin dziennie. Drugi spał średnio 6 godzin i pięć minut każdej nocy. Osoba z mutacją lepiej znosiła brak snu i potrzebowała krótszej regeneracji – po 38 godzinach bez snu, spała wyłącznie 8 godzin. Jego brat bliźniak spał w tym przypadku 9,5 godziny.
Bliźniacze placówki
Na całym świecie funkcjonują specjalne ośrodki badań nad bliźniętami. Najczęściej przy uniwersytetach, jak np. w przypadku Uniwersytetu Minnesota czy King's Collage London. W londyńskiej placówce działa TwinsUK, które powołano w 1992 roku. Od tamtej pory specjaliści przebadali tam ponad 12 tysięcy par bliźniąt. Zebrali dane dotyczące chorób, którymi rodzeństwo się dzieli lub nie. Dzięki temu brytyjscy naukowcy zbadali wpływ otoczenia na organizm, a także jakie choroby i nieprawidłowości pojawiają się wraz z wiekiem i zidentyfikowali 400 nowych loci genowych, które zajmuje ponad 30 chorób.