未来会出现转基因宇航员吗?

(图片来源: Getty Images) Image copyright Getty Images

成为一名宇航员绝非易事——需要勇敢无畏、身体健康、头脑聪明、决策迅速、并在巨大压力下保持镇静自若,这些特质构成了挑选宇航员的所谓"黄金标准"。

1950年代末,当挑选第一批宇航员时,美国宇航局(NASA)毫无疑问地把目光投向了军队飞行员和试飞员。苏联也是如此,唯一的区别在于规定宇航员必须是身高不得超过1.70米(5英尺6英寸)的伞兵,以适合"东方(Vostok)"号飞船狭小的内部空间,同时在飞船再入大气层时能够从飞船中弹射出来。与美国人不同的是,苏联当时还招募了一名女性宇航员。

自从那时起,陆续有科学家、工程师和医生入选宇航员行列。然而,60年之后,大部分当初制定的选拔理想宇航员的"黄金标准"却仍然有效。以欧洲航天局(ESA)2009年招募的最新一批宇航员为例,在所有选中的6位宇航员中,有3名军队飞行员和1名民航飞行员。另外两名宇航员都有跳伞和登山等业余爱好。

然而,无论挑选标准有多么苛刻,万里挑一,人类仍然不是一个适合太空生活的物种。我们是38亿年漫长进化的产物,我们的生活环境是一个重力加速度1G,富含氧气的生物圈,并受到地球磁场保护,免受宇宙严酷环境的侵袭。在地球之外,宇航员不断受到太空辐射粒子的轰击,同时零重力环境也会造成头晕恶心、肌肉萎缩、骨质流失、视力下降、免疫机能失调等等症状。

欧洲航天局宇航员卢卡·帕米塔诺(Luca Parmitano)称,在国际空间站5个半月的长期太空飞行给他的身体带来了巨大的变化。"感觉自己像是在迅速进化,"他对我说。"你的腿会越来越细,脸会越来越圆。慢慢地,你的身体达到了一种新的平衡状态。"

Image copyright Alamy
Image caption 离开地球进入太空后,宇航员会受到宇宙辐射粒子的轰击,并由于低重力而感觉不适(图片来源: Alamy)

他还注意到了运动方式的变化。"一开始,你想沿水平方向移动以避免撞到别的物体,你必须适应身体各部分运动方式的改变,"他说。"大约6周时间后,你开始沿身体纵轴方向移动——你已经适应了太空环境,不再是地球人了。"

然而,单纯去适应往往不够。"在太空中,下肢的用处不大,"帕米塔诺说。"我当然不会把它们截掉,但为什么不能把它们变成手呢?在太空中拥有两双手非常有用,你可以用一双手抓牢扶手,另一双手去工作。"

"三点的稳定水平要高于两点,要是有一条能用于稳定身体的尾巴就更好了,"他说。

目前宇航员在太空中逗留的时间越来越长——目前的在轨时间记录是俄罗斯宇航员瓦列里·普利亚科夫(Valeri Polyakov)创造的437天。与此同时,随着各国航天机构正在规划前往月球和火星的长期载人任务,科学家们正在研究能保证宇航员长期健康生活的宇宙飞船和太空站。新的载人航天器将拥有厚重的外壳足以抵挡宇宙射线的侵袭,具备复杂的生命支持系统,可能还将配备旋转舱室以模拟重力。

在让太空生活适应人类的同时,能否像帕米塔诺所说的那样,反过来让人类适应太空生活呢?

"如果有人去设计一个未来的太空人类物种,这也并不会令人震惊,我们已经有了这种能力,"帕米塔诺说。"我们可能必须这样去做。"

在阿拉巴马州(Alabama)亨茨维尔(Huntsville)举办的年度田纳西河谷星际旅行研讨会(Tennessee Valley Interstellar Workshop)上,与会的航天局科学家、工程师和太空爱好者们汇聚一堂,探讨了沿绕日轨道运行的巨型空间站,以及满载人类探索未知世界的梦想,进行漫长宇航飞行的恒星际飞船等问题。

Image copyright NASA
Image caption 是否有必要重新设计人类的身体构造,使之能够更好地适合长期宇航空间飞行的需要?(图片来源: Esa/Nasa)

研讨会期间,长期以来一直研究辐射对大脑影响的神经学家罗伯特·汉普森(Robert Hampson)领导一个小组探讨人类适应现象。"例如,要想把一颗行星改造得适于居住,需要花费大量的时间和物力,"他说。"但是我们可以想办法让人体更加适应微低重力和不同大气成分。"

在某种程度上,和现今的宇航员一样,未来也会根据其对长期太空飞行的适应能力选择太空人类。它们可能有超强抗辐射能力,骨密度更高,免疫能力更强。这些特质将会遗传给一出生就在太空环境中生活的下一代人。

"如果在一艘星际飞船上安排一对年轻夫妇,他们生出的婴儿将会完全适应太空环境,而非地球,"汉普森说。"父母替子女做出选择,他们的子孙后代将遵循这种选择。"

很多代人以后,这些太空人类将和地球上的祖先产生显著差异,但是这些差异可能没你想象的那么大。我们几乎可以肯定,他们只会有一双手。"进化的速度非常缓慢,"汉普森说。"问题在于,我们会在多大程度上加速进化的过程?"

我曾经写过一篇文章,阐述过在火星等荒凉、冷寂、远离人群的地方养育儿童所带来的危险。然而,在基因层面设计一个太空人类物种却能克服某些伦理问题。为此,需要对人类胚胎进行基因工程改造。克服先天性疾患的技术正在研发过程中。

Image copyright Alamy
Image caption 如果对宇航员进行基因改造使之能够适应太空环境,那么他们到达另一个行星后是否会面临不利处境?(图片来源: Alamy)

"仅只让下一代在太空中能够生存绝对是不够的,还必须让他们能够活得好、还能工作、实现理想、健康,并养育后代等,"汉普森说。

当人类大量离开地球,需要适应一个新环境时,人体基因改造的时代就将来临。与其寻找渺茫的地球2.0,还不如培育人类2.0。这些人甚至将有4只手和一只尾巴。

"畅想在一个不受重力束缚的环境中如何生活很有意思,"帕米塔诺说。"找到另一个地球的概率非常渺茫,而一个人类可以生活的新环境的想法更能吸引我……但这仅仅是我的想法而已!"

请访问 BBC Future 阅读 英文原文

相关主题内容

更多有关此项报道的内容