Aus diesem Grund ist der Winterschlaf im Weltraum für Menschen möglicherweise doch nicht möglich

Menschen fast überall in den Weltraum jenseits des Mondes zu schicken, bringt die Logistik von Gesundheit, Ernährung und Psychologie an die Grenzen, die wir gerade erst zu begreifen beginnen.

Die grundlegende Lösung für diese Probleme in der Science-Fiction besteht einfach darin, Vakuumreisende für eine Weile ins Bett zu bringen. In einem schlafähnlichen Zustand ähnlich dem Winterschlaf oder Winterschlaf fällt der Stoffwechsel ab und der Geist entgeht der Langeweile des Wartens auf endlose leere Stunden.

Im Gegensatz zu überlichtschnellen Reisen und Wurmlöchern scheint die Hypothese, Astronauten in eine Art Winterschlaf zu versetzen, in greifbare Nähe gerückt. Es reicht aus, dass sich die Europäische Weltraumorganisation ernsthaft mit der Wissenschaft dahinter beschäftigt.

Die Implikationen einer neuen Studie von drei Forschern aus Chile haben nun ein mathematisches Hindernis für die Möglichkeit einer menschlichen langfristigen Stagnation aufgezeigt, die Realität werden könnte, was für immer schwer fassbar bedeuten könnte.

Roberto F. Nespolo und Carlos Megias vom Millennium Institute for Integrative Biology und Francisco Bozinovic von der Päpstlichen Katholischen Universität von Chile untersuchen die Beziehung zwischen Körpermasse und Energieverbrauch bei überwinternden Tieren.

Sie entdeckten die minimale Stoffwechselrate, die es Zellen ermöglicht, unter kalten, sauerstoffarmen Bedingungen zu überleben. Für relativ schwere Tiere wie uns wären die Energieeinsparungen, die wir durch den Eintritt in einen lethargischen Zustand erwarten könnten, vernachlässigbar.

Tatsächlich wären wir wahrscheinlich besser dran, wenn wir unsere Tage einfach auf die altmodische Art und Weise schlafen würden.

Das Wort Winterschlaf beschwört oft Bilder eines Bären herauf, der sich für einen langen Winterurlaub in einer Höhle versteckt.

Während Bären für mehrere lange, kalte Monate ihre Klappe halten, ist ihr Winterschlaf nicht wie ein echter Winterschlaf unter kleineren Kreaturen wie Erdhörnchen und Fledermäusen.

Bei diesen Tieren sinkt die Körpertemperatur, der Stoffwechsel nimmt ab, Herzfrequenz und Atmung verlangsamen sich. Dieser Prozess kann den Energieverbrauch in einigen Fällen um bis zu 98 Prozent reduzieren, wodurch die Notwendigkeit, mühsames Suchen oder Herumsuchen zu verschwenden, entfällt.

Aber selbst in diesem Fall kann das Tier immer noch mehr als ein Viertel seines Körpergewichts verlieren, da es seine Treibstoffreserven verbrennt.

Wenn wir die gleiche grundlegende Mathematik auf einen erwachsenen Menschen im Winterschlaf anwenden würden, würde die tägliche Nahrungsaufnahme von etwa 12.000 Kilojoule durch den Bedarf an einigen hundert Kilojoule Körperfett ersetzt.

Um mit diesem Szenario Schritt zu halten, könnten wir uns vorstellen, dass unser unerschrockener Weltraumtourist in seinem speziell angepassten Bett etwas mehr als sechs Gramm Fett pro Tag verlieren würde. Im Laufe eines Jahres summiert sich das auf etwa zwei Kilogramm Gewicht.

Das mag für eine schnelle Reise zu den Jupitermonden in Ordnung sein, aber wenn der durchschnittliche Erwachsene jahrzehntelang durch den interstellaren Raum zu einem nahe gelegenen Stern schweben wollte, müsste er ein paar hundert zusätzliche Kilogramm Fett einpacken. Das, oder er steht routinemäßig auf, um ein oder drei Milchshakes hineinzuwerfen.

Diese Berechnungen auf der Rückseite des Umschlags basieren auf vielen Annahmen, nicht zuletzt darauf, wie der Ruhezustand gemessen wird. Schließlich gibt es wahrscheinlich einen guten Grund, warum riesige, überwinternde Säugetiere unserer Größe (oder größer) so selten sind.

Daher führten die Forscher eine statistische Analyse über eine Vielzahl von Winterschlaftypen durch, wie in früheren Studien beschrieben.

Daraus leiteten sie den täglichen Energieverbrauch von überwinternden Tieren in einem ziemlich ausgeglichenen Zustand ab, sodass ein Gramm Gewebe eines kleinen Säugetiers, wie beispielsweise einer 25-Gramm-Papierohrfledermaus, so viel Energie verbraucht wie ein Gramm Gewebe von ein überwinterndes Ziesel 820 Gramm.

Wir können davon ausgehen, dass, wenn wir jemals herausfinden sollten, wie man so effizient wie ein Siebenschläfer überwintern kann, jedes Gramm unseres Gewebes die gleiche Energie benötigen würde wie jedes Gramm seines Gewebes.

Anders ist es jedoch, wenn Säugetiere aktiv sind. Das Skalieren der Beziehung zwischen aktivem Stoffwechsel und Masse ergibt ein etwas anderes Diagramm, das einen Punkt zeigt, an dem der Winterschlaf größeren Tieren nicht so viel Energie liefert.

Dieser Punkt liegt in der Nähe unserer Masse, was bedeutet, dass sich unser Gesamtenergiebedarf während des Winterschlafs nicht wesentlich von dem unterscheidet, wenn wir uns nur in Ruhe befinden.

Das mag der Grund sein, warum Bären nicht so überwintern wie Jungtiere. Es bedeutet für uns Menschen auch, dass das Durchgehen aller Risiken und Probleme der Kühlung unseres Körpers, der Senkung unserer Herz- und Atemfrequenz und der künstlichen Unterdrückung unseres Stoffwechsels möglicherweise nicht die erhofften Ergebnisse bringt.

Wenn wir uns die Langeweile ersparen und verhindern wollten, dass wir am Schiffsvorrat an gefriergetrocknetem Eis knabbern, könnten wir uns das genauso gut gönnen Verlängerungnahm ein paar Beruhigungsmittel und schnüffelte auf unserem Weg zum Mars.

Menschen in den Winterschlaf zu zwingen, wäre es nicht wert.

Diese Studie wurde veröffentlicht in Verfahren der Royal Society B.

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