5. Обоснование/гипотезы:

Гекконы являются уникальным объектом для проверки возможности размножения амниот в орбитальном эксперименте, поскольку, как было показано нами в проектах «Фотон-М2» и «Фотон-М3» могут фиксироваться на различных поверхностях, т.е. сохраняют естественное прикреплённое положение. Большинство экспериментальных животных в невесомости флотируют или фиксируются с помощью технических устройств, которые вызывают стресс и ограничивают нормальную подвижность. Особенность гекконов состоит в том, что они даже при отсутствии земного тяготения могут не только сохранять обычное положение в контейнере, но и осуществлять поведение, почти неотличимое от наземного контроля, как показывает сравнение полётной и контрольной видеозаписей со спутника «Фотон-М3» (Nikitin et al., 2008)

Малые размеры, выносливость и относительная неприхотливость к условиям содержания делает гекконов очень привлекательным объектом для орбитальных исследований, а их биологические особенности позволяют адекватно оценить влияние факторов космического полета на организм и поведение позвоночных животных. Однако задача осуществить размножение этих животных в ходе продолжительного 2-месячного эксперимента вносит целый ряд дополнительных требований и ограничений, что сводит к минимуму количество видов, которые могут быть потенциальными кандидатами в участники такого эксперимента.

Модельным объектом в данном случае могут быть только хорошо изученные и успешно размножаемые в неволе гекконы, которые не просто крепятся к поверхностям, но и обладают целым рядом специфических особенностей, а именно:

• способны долгое время питаться искусственным кормом;

• обходятся минимальным количеством воды и используют такие её источники, которые можно оборудовать на борту спутника;

• имеют небольшие размеры;

• проявляют минимальную агрессивность к особям своего и противоположного пола, или обладают свойствами, позволяющими снизить их агрессию определёнными условиями содержания;

• требуют для размножения условий, которые можно воссоздать в орбитальном эксперименте;

• имеют инкубационный период достаточно длинный для того, чтобы нам не пришлось одновременно обеспечивать условия для выживания детёнышей.

Гекконов, удовлетворяющих всем этим требованиям, очень немного. Далеко не все они доступны по экономическим и географическим соображениям. Проанализировав имеющуюся информацию и проведя ряд предварительных лабораторных экспериментов, мы пришли к выводу, что оптимальным видом для данного эксперимента является Phelsuma ornata (Mauritius ornate day gecko, фелзума украшенная). Phelsuma ornata в качестве космического объекта никем ранее не использовалась, предложена специалистами ИМЧ РАМН, и впервые будет опробована в одномесячном орбитальном эксперименте на КА «Бион-М1». Представители этого вида обладают целым рядом преимуществ с точки зрения планируемого эксперимента на спутнике «Фотон-М4»:

• Небольшой размер (10-12см, 5г) и способность прикрепляться к стенкам террариума.

Маленький размер Phelsuma ornata делает ее более удобным объектом в условиях ограниченного объема контейнера, чем Chondrodactylus turneri, длина тела которого может достигать 20см. Он также облегчает создание для животных укрытий, которые позволяли бы животным чувствовать себя комфортно, не препятствуя работе видеокамеры.

• Способность питаться пастообразными питательными смесями в течение нескольких поколений.

Большая часть гекконов (в том числе и Chondrodactylus turneri) питаются живыми насекомыми В условиях двухмесячного космического полета невозможно обеспечить гекконов таким кормом. Среди гекконов есть фруктоядные виды, но только для Phelsuma ornata имеются точные данные о том, что она в течение нескольких поколений может есть искусственные смеси на основе фруктов и злаков. При этому отклонений от нормы не возникает, а способность к размножению сохраняется.

• Приклеивание отложенных яиц.

Украшенные фелзумы живут в стеблях бамбука, на поверхность которых изнутри приклеивают яйца. Для эмбриологических исследований в невесомости это очень важная характеристика, поскольку значительное число гекконов других видов имеют яйца, которые для нормального развития должны быть зарыты в сыпучий субстрат, хорошо вентилируемый и с оптимальной влажностью. Размножение таких видов в космосе требует создания специальной камеры со сложной конструкцией входа, который надёжно отделял бы взрослый отсек от инкубатора с сыпучим наполнителем, не препятствуя перемещению взрослых животных из одного пространства в другое.

В случае с Phelsuma ornata необходимо только установить в контейнере бамбучины или перегородки подходящей формы. Кроме того, яйца с известковой скорлупой менее требовательны к влажности.

• Невысокая агрессивность, которая может быть сведена к минимуму тщательным подбором группы и условий содержания. Важно, что даже при агрессивных взаимодействиях фелзумы в подходящих условиях обитания редко наносят друг другу травмы, несовместимые с жизнью.

• Технически приемлемые параметры условий содержания, допускающие успешное размножение животных. Оптимальны дневная температура +28-30, ночная температура +18-20 ºС и влажность 70-80% при дневном освещении 1000 ЛК. Освещённость принципиальна, т.к. при недостатке света фелзумы темнеют и становятся малоподвижны – сексуальное поведение животных в таком состоянии невозможно.

• Продолжительность инкубационного периода при указанных выше условиях – при температуре +26-30 ºС - 60-65 дней.

Благодаря этим особенностям, возможно создать оптимальные условия для размножения Phelsuma ornata и развития яиц этого вида во время космического полета.

Эксперимент «ФЛУОТРЕК»

1. Цель эксперимента: исследование динамики изменения состояния внутриклеточных систем при действии факторов космического полета; многопараметрический флуоресцентный анализ состояния иммунокомпетентных клеток in vitro в условиях микрогравитации.