? ? 如果從現(xiàn)在往后推幾十年到或半世紀(jì),人類在火星上建造棲息地、坐著火星車閑逛、在地表之下攫取資源、生下第一代兩足“火星人”,似乎都不再那么不可思議。
不過(guò),無(wú)論是在宇宙飛船里,還是在另一顆星球上,沒(méi)人知道人類究竟能不能繁育后代。說(shuō)得更清楚一點(diǎn),在很低的重力環(huán)境中,做愛(ài)本身就是一個(gè)物理難題。但是,一個(gè)人類個(gè)體從受精到斷奶,實(shí)際的生物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程必須按照精確順序逐一展開(kāi),而太空環(huán)境對(duì)此有何影響,還有許多待解之謎。
我們并非從未試過(guò)解開(kāi)這一謎題??茖W(xué)家曾把小鼠、大鼠、蠑螈、蛙類、魚(yú)類和植物作為對(duì)象,研究太空飛行對(duì)動(dòng)植物繁殖的影響。不過(guò),簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),研究結(jié)果喜憂參半,充滿不確定性。美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院專門(mén)研究太空醫(yī)藥的醫(yī)師Kris Lehnhardt說(shuō):“對(duì)于所有希望我們成為一個(gè)擁有多星球文明的技術(shù)大佬來(lái)說(shuō),這都是一個(gè)無(wú)人能解答的關(guān)鍵問(wèn)題?!?/p>
“人人都在關(guān)注硬件,硬件都很棒,但最終,把一切搞砸的卻是黏糊糊的皮囊。未來(lái)的計(jì)劃和設(shè)計(jì),如果忽略了人類系統(tǒng),最終只會(huì)走向失敗?!?/p>
環(huán)境重力
在地球上,生物的演化過(guò)程,與地球上四個(gè)基本力之一的重力協(xié)調(diào)得很好。在太空中,重力幾乎不存在,而火星上的重力,約相當(dāng)于地球上重力的38%。截至目前,有個(gè)問(wèn)題一直懸而未解:部分重力環(huán)境對(duì)哺乳類動(dòng)物的繁殖會(huì)產(chǎn)生什么影響?
此外,太空中的輻射更強(qiáng),可能比地球上的輻射更有害,畢竟地球磁場(chǎng)擋住了大部分宇宙高能粒子。對(duì)于進(jìn)入太空的成年人而言,高劑量的輻射已經(jīng)是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題,許多太空機(jī)構(gòu)都仔細(xì)地記錄了宇航員們?cè)谲壠陂g所受的輻射。此類輻射對(duì)于發(fā)育中極為敏感的嬰兒會(huì)有何影響,值得關(guān)切。
目前,重力和輻射對(duì)繁殖的影響,是科學(xué)家們正在努力解決的兩大問(wèn)題。由于直接進(jìn)行人體醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)存在倫理問(wèn)題,因此,幾十年來(lái),科學(xué)家們?cè)l(fā)射過(guò)各種其它動(dòng)物和相關(guān)生物組織進(jìn)入太空。
20世紀(jì)70年代末,蘇聯(lián)曾把幾只大鼠裝在衛(wèi)星里,送入地球軌道。當(dāng)他們返回地球時(shí),有證據(jù)表明它們?cè)谔者M(jìn)行過(guò)交配,但雌性小鼠全都沒(méi)有產(chǎn)崽。研究嚙齒類動(dòng)物的學(xué)者對(duì)這一點(diǎn)絲毫不感到驚訝,因?yàn)椋麄冎肋@類動(dòng)物對(duì)于環(huán)境擾動(dòng)非常敏感。
此后,美國(guó)宇航局的科學(xué)家April Ronca把懷孕的大鼠送入地球軌道,觀察太空飛行對(duì)它們?cè)衅诤笃诘挠绊?。這些大鼠回到地球后,產(chǎn)崽過(guò)程多多少少還算正常,但其它研究發(fā)現(xiàn),暴露在微重力環(huán)境中的大鼠幼崽發(fā)育出了不正常的前庭神經(jīng)系統(tǒng),即,與感知運(yùn)動(dòng)方向和定位的內(nèi)耳結(jié)構(gòu)發(fā)育不正常。
太空飛行似乎還會(huì)降低大鼠總體的精子數(shù)量,并增加畸形率。不過(guò),April Ronca寫(xiě)道:“現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明,懷孕、生產(chǎn)和哺乳類動(dòng)物早期發(fā)育的許多過(guò)程,在重力改變的情況下,仍然可以進(jìn)行?!?/p>
關(guān)于小鼠的試驗(yàn)情況也幾乎一樣復(fù)雜。研究表明,兩個(gè)嚙齒類動(dòng)物對(duì)重力變化的反應(yīng)不盡相同。搭乘哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)入太空的二細(xì)胞小鼠胚胎停止了發(fā)育,而地面的控制組卻正常地發(fā)育成熟。之后,在回轉(zhuǎn)器模擬的微重力環(huán)境中,體外受精雖然可以正常進(jìn)行,但是,微重力環(huán)境中的胚胎移入雌性小鼠體內(nèi)時(shí),出現(xiàn)了移植失敗或不按正常速度發(fā)育的情況。
最近,日本領(lǐng)銜的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),凍干的老鼠精子在太空中9個(gè)月之后還能產(chǎn)生胚胎。其它研究表明,蟋蟀、線蟲(chóng)和果蠅能在宇宙飛船中成功繁殖。日本青鳉魚(yú)在哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)上仍然能進(jìn)行交配并繁殖出后代。
與此同時(shí),有肋蠑螈的卵子,在俄羅斯和平號(hào)空間站上受精后所產(chǎn)生的胚胎,發(fā)育成了幼體,不過(guò),有一些變異。用海膽做的試驗(yàn)也表明在太空中能進(jìn)行受精,但微重力對(duì)精子的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很大影響。和平號(hào)空間站孵卵器里的鵪鶉蛋未能正常發(fā)育。
總的來(lái)看,這些試驗(yàn)并不能確切地說(shuō)明太空飛行對(duì)繁殖的影響。
Lehnhardt說(shuō):“如果你把繁育分解成多個(gè)階段……其實(shí)根本沒(méi)有哪個(gè)專門(mén)的科研項(xiàng)目探究太空環(huán)境對(duì)每個(gè)階段的影響。知曉太空繁育具備可行性是一回事,如何安全進(jìn)行并獲得良好結(jié)果又是另一回事?!?/p>
不過(guò),總之,哺乳動(dòng)物的研究結(jié)果都不怎么好。原因在于,哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育開(kāi)始于母體與胚胎的復(fù)雜交換,而之后的復(fù)雜程度更甚。
美國(guó)休斯敦生育醫(yī)院的James Nodler對(duì)重力與胚胎發(fā)育關(guān)系的相關(guān)研究進(jìn)行了綜述。他說(shuō):“全盤(pán)看來(lái),幾乎每項(xiàng)研究都證明,在太空中,要么試驗(yàn)壓根行不通,要么試驗(yàn)結(jié)果不盡如人意。因此,下一步,我們需要更好、更大的研究,還需要人體研究?!?/p>
人與鼠
為了試圖解開(kāi)人類在火星表面長(zhǎng)期居住的某些問(wèn)題,美國(guó)宇航局蘭利研究中心的一個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn),讓科學(xué)家們研究部分重力對(duì)哺乳動(dòng)物繁育的長(zhǎng)期影響。
科研人員寫(xiě)道:“在對(duì)此類前沿研究進(jìn)行大規(guī)模投入之前,需要先解決部分重力環(huán)境下多代哺乳動(dòng)物繁育的諸多難題。在與地球不同的重力環(huán)境中,人類可能會(huì)遇到生育難題,因?yàn)?,重力可能?huì)擾亂哺乳動(dòng)物的生命周期過(guò)程,并可能會(huì)主動(dòng)塑造出不可遺傳的基因組。”
根據(jù)預(yù)期,這項(xiàng)試驗(yàn)將把一個(gè)老鼠群落送入月球軌道。這些老鼠會(huì)封閉在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的棲息環(huán)境中??茖W(xué)家借助600個(gè)攝像頭和遙控機(jī)械臂,能夠進(jìn)行觀察,并全自動(dòng)操作。
該試驗(yàn)項(xiàng)目的名稱是“多代獨(dú)立群體在地外棲息環(huán)境中自治與行為健康”,簡(jiǎn)稱MICEHAB。科學(xué)家將記錄老鼠的出生率和總體的健康狀況,研究太空飛行和部分重力對(duì)每年至少3代老鼠的影響。
大約每隔一年左右,這個(gè)全自動(dòng)的老鼠艙會(huì)與地月之間的載人航天器對(duì)接一次。宇航員將會(huì)從老鼠艙中取回樣本,并進(jìn)行必要維護(hù)。該試驗(yàn)項(xiàng)目將持續(xù)10年。
研究人員寫(xiě)道:“部分重力下的哺乳動(dòng)物繁育研究,應(yīng)該早于2020年代末實(shí)施,以便對(duì)未來(lái)的載人火星探測(cè)任務(wù)提供設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。如果部分重力生育難度太大,無(wú)法克服,那么,在火星表面建立永久性的定居點(diǎn)便不可行?!?/p>
不過(guò),目前來(lái)看,MICEHAB并不會(huì)很快發(fā)射;而即便它不久便發(fā)射,一些科學(xué)家也擔(dān)心該試驗(yàn)不能解答關(guān)于我們?nèi)祟愖陨淼囊恍﹩?wèn)題。專攻輔助生育技術(shù)的生殖內(nèi)分泌專家Nodler稱,人類的繁育與其它靈長(zhǎng)類動(dòng)物差異很大,而目前的研究對(duì)象都不是有效的人類替代品。
他說(shuō):“如果你看過(guò)早期的體外受精研究,你就知道他們跳過(guò)了許多老鼠和靈長(zhǎng)類動(dòng)物的研究。這個(gè)項(xiàng)目不一樣。”
倫理與胚胎
但是,Nodler說(shuō),決定進(jìn)行哪種試驗(yàn),取決于目標(biāo),也取決于我們考慮突破一點(diǎn)“常規(guī)”生育框架,并依靠輔助技術(shù)來(lái)產(chǎn)生一代火星人。
他問(wèn)道:“我們的終極目標(biāo)是把一男一女送過(guò)去,讓他們做愛(ài),然后看他們能否生出一個(gè)孩子?還是我們想弄幾個(gè)胚胎,讓他們?cè)诘厍蛏侠鋬?,然后送到火星上再解凍??/p>
實(shí)施第一個(gè)試驗(yàn)在技術(shù)上很簡(jiǎn)單,不過(guò)可能會(huì)遭遇倫理障礙。盡管研究太空環(huán)境對(duì)人類胚胎的確切影響較為困難,時(shí)至今日也切實(shí)可行,但仍可能面臨大量的道德與倫理問(wèn)題。
例如,科學(xué)家們可以把人類的精子和卵子送入國(guó)際空間站,嘗試進(jìn)行體外受精,看是否可行。然后,與地球上的控制組作對(duì)比,對(duì)比兩個(gè)組體外受精產(chǎn)生的胚胎數(shù)量。
“問(wèn)題在于,這些都是可能存活的胚胎,而人們會(huì)感到很驚奇?!盢odler說(shuō)道。
科學(xué)家或許還會(huì)把已經(jīng)受精的胚胎送入國(guó)際空間站,觀察太空環(huán)境對(duì)發(fā)育、DNA損傷和修復(fù)的影響。Nodler說(shuō),科學(xué)家可以使用無(wú)法正常發(fā)育的胚胎來(lái)做此類試驗(yàn),從而避免倫理問(wèn)題,但是,真正的試驗(yàn)還是需要研究太空飛行對(duì)可用胚胎的影響。
Nodler說(shuō):“把它們?cè)趪?guó)際空間站里冷凍6個(gè)月或1年,然后,將它們帶回地球,利用它們,努力讓嬰兒安全誕生。這個(gè)試驗(yàn)非常非常難獲批,但是,未來(lái)某個(gè)時(shí)候,我們肯定要這么做。我們有幾千個(gè)遺棄的胚胎,病人們說(shuō)我們可以把它們用于科研。問(wèn)題在于,要讓某些人批準(zhǔn)我把它們勇于科研?!?/p>
Lehnhardt同樣認(rèn)為,如果不真正研究人,就很難研究人類在太空中的生育問(wèn)題。這意味著,我們不能只擁有解決科學(xué)問(wèn)題的意愿,還要有盡快破除倫理困境的決心。
他說(shuō):“道德與倫理難題不會(huì)憑空消失。因此,我們未來(lái)面對(duì)這類問(wèn)題時(shí),只能勇往直前?!?/p>
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