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殖民火星不簡(jiǎn)單,人類要有意識(shí)進(jìn)化適合太空

2018/8/11 8:35:37 來(lái)源:網(wǎng)易科技 作者:晗冰 責(zé)編:浮生

8月11日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,殖民火星、征服太空是人類長(zhǎng)久以來(lái)的夢(mèng)想。但寒冷缺氧、充滿致命輻射的太空并不適合人類生存??茖W(xué)家指出,或許對(duì)人類自身進(jìn)行有針對(duì)性的基因改造才是唯一出路。

1969年5月,阿波羅10號(hào)以每小時(shí)25000英里的速度飛向太空。兩個(gè)月后,阿波羅11號(hào)的宇航員開(kāi)始在月球上行走。從那以后,再?zèng)]有人能夠飛得那么快,走得那么高。美國(guó)國(guó)家航空航天局目前正在為人類登陸火星的任務(wù)做準(zhǔn)備,但如果我們的后代對(duì)嚴(yán)酷的火星地表環(huán)境不屑一顧,那么離開(kāi)地球的將不是智人,而是另一個(gè)更聰明的物種?,F(xiàn)在的我們并不適合火星環(huán)境。

對(duì)于進(jìn)化生物學(xué)家來(lái)說(shuō),“適應(yīng)度”是自然選擇的一種衡量標(biāo)準(zhǔn):物種個(gè)體生存和繁殖的平均傾向。從解剖學(xué)上來(lái)說(shuō),現(xiàn)代人類是在大約30萬(wàn)到20萬(wàn)年前的非洲與微生物共生進(jìn)化而來(lái)的,并迅速走向了全球各地。我們非常適合地球環(huán)境,但太空環(huán)境對(duì)我們?nèi)祟惖纳媸遣焕摹_@里又冷又沒(méi)有空氣——而這在人類面臨所有問(wèn)題中還是最微不足道的。真正的問(wèn)題是無(wú)數(shù)的壓力因素,尤其是宇宙輻射,宇航服和飛船為人類提供的保護(hù)很少。

地球的磁場(chǎng)和大氣保護(hù)我們不受電離輻射的影響,這種輻射像致命的風(fēng)一樣在太空中流動(dòng)。由于缺乏磁場(chǎng)和大氣層的保護(hù)作用,在火星地表生存或乘坐宇宙飛船時(shí),長(zhǎng)時(shí)期高能量的銀河宇宙射線或突然性的太陽(yáng)耀斑爆發(fā)會(huì)殺死人體細(xì)胞,或者破壞我們的DNA鏈并摧毀堿基對(duì)。死亡或功能不良的細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致心臟病或認(rèn)知能力下降。而輻射對(duì)DNA損傷更嚴(yán)重:細(xì)胞試圖修復(fù)自身的殘骸,但錯(cuò)誤的修復(fù)會(huì)不斷累積,導(dǎo)致細(xì)胞產(chǎn)生突變,從而引發(fā)一系列的癌癥和遺傳性疾病。

超越近地軌道和范·愛(ài)倫輻射帶的長(zhǎng)期太空飛行超出了美國(guó)國(guó)家航空航天局目前“可接受風(fēng)險(xiǎn)”的范圍。除了一系列不太可能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難題——包括加速航線、航天器內(nèi)部的輻射屏蔽、火星地表下的居住空間以及匆匆返回——我們?nèi)祟惖纳飳W(xué)特征與火星任務(wù)毫不相容。目前來(lái)看,在火星或更遠(yuǎn)的地方建立永久殖民地是不可想象的。

但是不少嚴(yán)肅生物學(xué)家,包括一些與美國(guó)國(guó)家航空航天局合作的科學(xué)家們,已經(jīng)開(kāi)始論證人類是否可以通過(guò)基因改造來(lái)進(jìn)行太空旅行。他們的質(zhì)證引發(fā)了在下一個(gè)人類進(jìn)化階段,關(guān)于我們的責(zé)任和義務(wù)等更深刻問(wèn)題。

他們的提議也極具諷刺意味。我們?nèi)祟愇锓N的一個(gè)典型特征就是我們對(duì)擴(kuò)張的狂熱。據(jù)我們所知,其他的人類物種并沒(méi)有這種特別的擴(kuò)張性;我們生存了5000年的表親尼安德特人從未離開(kāi)過(guò)歐亞大陸。對(duì)我們來(lái)說(shuō),探索是一種瘋狂的沖動(dòng)。想想看,有多少脆弱的小艇和獨(dú)木舟出發(fā)了,只是發(fā)現(xiàn)新大陸的渴望就讓我們占領(lǐng)了所有海洋上的島嶼。

火星是下一個(gè)新大陸。但我們或許不得不使用我們所有的技術(shù)來(lái)創(chuàng)造一個(gè)繼承物種來(lái)滿足我們征服未知領(lǐng)域的渴望。

正如哈佛大學(xué)遺傳學(xué)家、領(lǐng)先合成生物學(xué)家喬治?丘奇(George Church)所言:“降低太空風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)可能途徑似乎的確涉及到成年宇航員的生物工程?!彼呀?jīng)確定了40多個(gè)可能對(duì)長(zhǎng)期太空旅行有利的基因(也會(huì)對(duì)那些留在火星上的人有利)。清單上的基因有提高抗輻射能力的CTNNBI,以及形成后堅(jiān)硬骨骼上的LRPD5,還有能夠讓人們?cè)谘鯕夂枯^低的環(huán)境中生存的ESPA1。除此之外,還有許多能夠使我們更聰明、記憶里更強(qiáng)、不會(huì)產(chǎn)生焦慮的基因。其中甚至還包括一種名為ABC11的基因,這種基因賦予了其擁有者一種“較低體味”的特性,這種特性在有限空間中無(wú)疑是一種友好的特性。畢竟根據(jù)最近空間站一位宇航員的說(shuō)法,一艘載人宇宙飛船聞起來(lái)就像是監(jiān)獄。

丘奇與抗衰老研究員大衛(wèi)·辛克萊(David Sinclair)等其他著名生物學(xué)家共同創(chuàng)立了哈佛醫(yī)學(xué)院空間遺傳學(xué)聯(lián)盟,其目的是研究太空中的人類健康并促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。他設(shè)想了“病毒傳遞的基因療法,或者微生物組或表觀基因組療法”來(lái)改變宇航員的生物學(xué)特征。他說(shuō):“我們對(duì)抗輻射、骨質(zhì)疏松癥、癌癥和衰老的機(jī)理已經(jīng)有了相當(dāng)多的了解?!鼻鹌鎻?qiáng)調(diào),許多的類似基因已經(jīng)成為制藥公司的目標(biāo),相關(guān)藥物正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。用基因療法作為宇航員的預(yù)防藥物并不牽強(qiáng)。

基因療法可能會(huì)讓我們更適合太空,但如果我們想要殖民新的世界,人類或許需要孕育出一個(gè)新的種族。遺傳學(xué)家克里斯·梅森(Chris Mason)在康奈爾大學(xué)韋爾學(xué)院(Weil Cornell)的實(shí)驗(yàn)室參與了美國(guó)國(guó)家航空航天局的一項(xiàng)研究。該項(xiàng)目選取了一對(duì)雙胞胎宇航員,其中一個(gè)宇航員在太空中呆了一年,而另一名則留在地球上,研究人員對(duì)其生理特征進(jìn)行觀察。在研究的基礎(chǔ)上,梅森提出了一個(gè)太空殖民的“500年計(jì)劃”。它的三個(gè)主要組成部分是擴(kuò)展我們對(duì)基因組學(xué)的認(rèn)識(shí),包括決定哪些基因應(yīng)該標(biāo)記所謂的“請(qǐng)勿打擾”。

在其計(jì)劃的第一階段,梅森正在將人類細(xì)胞與一種名為Dsup的基因結(jié)合起來(lái),這種基因是緩步動(dòng)物特有的,可以抑制DNA在輻射中斷裂。緩步動(dòng)物能在真空中生存;也許它們的基因也會(huì)讓我們更適合太空環(huán)境。他的實(shí)驗(yàn)室還對(duì)p53基因進(jìn)行了人工構(gòu)建,這種基因?qū)︻A(yù)防癌癥有積極影響,梅森希望能將其植入人體細(xì)胞。大象體內(nèi)有許多p53基因的副本,因此很少死于癌癥;而向人類基因組中添加p53基因的副本可能會(huì)保護(hù)我們免受太空輻射。梅森不那么具有推測(cè)性的研究中包括編輯耐輻射球菌(有時(shí)被稱為“柯南細(xì)菌”),這是一種多極菌,能夠通過(guò)改寫(xiě)受損的染色體在寒冷、脫水、酸性和極高的輻射下存活下來(lái)。梅森希望這種微生物能以植物的形式存在于我們的皮膚、腸道或宇宙飛船的表面,保護(hù)我們免受致命太空射線的傷害?!拔⑸锶郝涫且环N非常具有可塑性的東西,”他說(shuō)。

一些研究人員提出了更多具有科幻色彩的項(xiàng)目。哥倫比亞大學(xué)的哈里斯·王(Harris Wang)想要誘導(dǎo)人體腎臟細(xì)胞合成人體無(wú)法生成的氨基酸。人類細(xì)胞想要能夠合成所需的所有有機(jī)化合物并健康成長(zhǎng)需要大約250種新基因,但如果我們的組織能夠由這種細(xì)胞組成,宇航員完全可以通過(guò)喝糖水茁壯成長(zhǎng),完全解放自己:太空探索任務(wù)不再需要攜帶笨重的食品或相關(guān)設(shè)備。其他科學(xué)家則建議使用光合太空飛行器,或編輯太空部隊(duì)的生理特征,這樣他們就可以毫不畏懼地向往深空中的高地,因?yàn)檫@是他們真正的終點(diǎn)。

如果人類希望離開(kāi)地球,我們就需要與眾不同。但如果我們可以如此徹底地改變自己,我們到底應(yīng)該這樣做嗎?對(duì)于一個(gè)宇航員種族來(lái)說(shuō),他們并不是通常意義上所說(shuō)的優(yōu)生學(xué)產(chǎn)物。梅森認(rèn)為,改造人類有一種絕對(duì)必要的嘗試。他500年計(jì)劃的主要目標(biāo)是:“在多個(gè)恒星系統(tǒng)中建立適宜居住的環(huán)境,以避免因一個(gè)太陽(yáng)系的災(zāi)難性事件而導(dǎo)致人類滅絕?!彼忉屨f(shuō),“無(wú)論你的道德優(yōu)先級(jí)是什么,你必須首先存活下去?!?/p>

在阿波羅10號(hào)和11號(hào)任務(wù)后不久,《塞穆勒先生的行星》(Mr. Sammler’s Planet)一書(shū)出版。作者索爾·貝婁(Saul Bellow)在文中問(wèn)道:“這個(gè)地球在未來(lái)多久還將是人類唯一的家園?多久?哦,上帝,你敢打賭會(huì)是永遠(yuǎn)嗎?難道這個(gè)巨大的藍(lán)色,白色,綠色的行星不會(huì)被吹走?”也許是時(shí)候想想那些可以離開(kāi)家的孩子們了??茖W(xué)家告訴我們,我們應(yīng)該有意識(shí)地引導(dǎo)我們自身的進(jìn)化,而不是把我們的命運(yùn)交給時(shí)間、機(jī)遇和死亡,這些都是關(guān)于進(jìn)化歷史的仆人。當(dāng)然,離開(kāi)地球的繼承者與我們和尼安德特人的區(qū)別是一樣的?!皩?huì)有新的物種形成,”梅森說(shuō),“不是如果,而是什么時(shí)候?!?/p>

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