未來會出現轉基因宇航員嗎?

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成為一名宇航員絶非易事——需要勇敢無畏、身體健康、頭腦聰明、決策迅速、並在巨大壓力下保持鎮靜自若,這些特質構成了挑選宇航員的所謂"黃金標凖"。

1950年代末,當挑選第一批宇航員時,美國宇航局(NASA)毫無疑問地把目光投向了軍隊飛行員和試飛員。蘇聯也是如此,唯一的區別在於規定宇航員必須是身高不得超過1.70米(5英尺6英寸)的傘兵,以適合"東方(Vostok)"號飛船狹小的內部空間,同時在飛船再入大氣層時能夠從飛船中彈射出來。與美國人不同的是,蘇聯當時還招募了一名女性宇航員。

自從那時起,陸續有科學家、工程師和醫生入選宇航員行列。然而,60年之後,大部分當初制定的選拔理想宇航員的"黃金標凖"卻仍然有效。以歐洲航天局(ESA)2009年招募的最新一批宇航員為例,在所有選中的6位宇航員中,有3名軍隊飛行員和1名民航飛行員。另外兩名宇航員都有跳傘和登山等業餘愛好。

然而,無論挑選標凖有多麼苛刻,萬里挑一,人類仍然不是一個適合太空生活的物種。我們是38億年漫長進化的產物,我們的生活環境是一個重力加速度1G,富含氧氣的生物圈,並受到地球磁場保護,免受宇宙嚴酷環境的侵襲。在地球之外,宇航員不斷受到太空輻射粒子的轟擊,同時零重力環境也會造成頭暈噁心、肌肉萎縮、骨質流失、視力下降、免疫機能失調等等症狀。

歐洲航天局宇航員盧卡·帕米塔諾(Luca Parmitano)稱,在國際空間站5個半月的長期太空飛行給他的身體帶來了巨大的變化。"感覺自己像是在迅速進化,"他對我說。"你的腿會越來越細,臉會越來越圓。慢慢地,你的身體達到了一種新的平衡狀態。"

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Image caption 離開地球進入太空後,宇航員會受到宇宙輻射粒子的轟擊,並由於低重力而感覺不適(圖片來源: Alamy)

他還注意到了運動方式的變化。"一開始,你想沿水平方向移動以避免撞到別的物體,你必須適應身體各部分運動方式的改變,"他說。"大約6周時間後,你開始沿身體縱軸方向移動——你已經適應了太空環境,不再是地球人了。"

然而,單純去適應往往不夠。"在太空中,下肢的用處不大,"帕米塔諾說。"我當然不會把它們截掉,但為什麼不能把它們變成手呢?在太空中擁有兩雙手非常有用,你可以用一雙手抓牢扶手,另一雙手去工作。"

"三點的穩定水平要高於兩點,要是有一條能用於穩定身體的尾巴就更好了,"他說。

目前宇航員在太空中逗留的時間越來越長——目前的在軌時間記錄是俄羅斯宇航員瓦列裏·普利亞科夫(Valeri Polyakov)創造的437天。與此同時,隨著各國航天機構正在規劃前往月球和火星的長期載人任務,科學家們正在研究能保證宇航員長期健康生活的宇宙飛船和太空站。新的載人航天器將擁有厚重的外殼足以抵擋宇宙射線的侵襲,具備複雜的生命支持系統,可能還將配備旋轉艙室以模擬重力。

在讓太空生活適應人類的同時,能否像帕米塔諾所說的那樣,反過來讓人類適應太空生活呢?

"如果有人去設計一個未來的太空人類物種,這也並不會令人震驚,我們已經有了這種能力,"帕米塔諾說。"我們可能必須這樣去做。"

在阿拉巴馬州(Alabama)亨茨維爾(Huntsville)舉辦的年度田納西河谷星際旅行研討會(Tennessee Valley Interstellar Workshop)上,與會的航天局科學家、工程師和太空愛好者們匯聚一堂,探討了沿繞日軌道運行的巨型空間站,以及滿載人類探索未知世界的夢想,進行漫長宇航飛行的恆星際飛船等問題。

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Image caption 是否有必要重新設計人類的身體構造,使之能夠更好地適合長期宇航空間飛行的需要?(圖片來源: Esa/Nasa)

研討會期間,長期以來一直研究輻射對大腦影響的神經學家羅伯特·漢普森(Robert Hampson)領導一個小組探討人類適應現象。"例如,要想把一顆行星改造得適於居住,需要花費大量的時間和物力,"他說。"但是我們可以想辦法讓人體更加適應微低重力和不同大氣成分。"

在某種程度上,和現今的宇航員一樣,未來也會根據其對長期太空飛行的適應能力選擇太空人類。它們可能有超強抗輻射能力,骨密度更高,免疫能力更強。這些特質將會遺傳給一出生就在太空環境中生活的下一代人。

"如果在一艘星際飛船上安排一對年輕夫婦,他們生出的嬰兒將會完全適應太空環境,而非地球,"漢普森說。"父母替子女做出選擇,他們的子孫後代將遵循這種選擇。"

很多代人以後,這些太空人類將和地球上的祖先產生顯著差異,但是這些差異可能沒你想像的那麼大。我們幾乎可以肯定,他們只會有一雙手。"進化的速度非常緩慢,"漢普森說。"問題在於,我們會在多大程度上加速進化的過程?"

我曾經寫過一篇文章,闡述過在火星等荒涼、冷寂、遠離人群的地方養育兒童所帶來的危險。然而,在基因層面設計一個太空人類物種卻能克服某些倫理問題。為此,需要對人類胚胎進行基因工程改造。克服先天性疾患的技術正在研發過程中。

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Image caption 如果對宇航員進行基因改造使之能夠適應太空環境,那麼他們到達另一個行星後是否會面臨不利處境?(圖片來源: Alamy)

"僅只讓下一代在太空中能夠生存絶對是不夠的,還必須讓他們能夠活得好、還能工作、實現理想、健康,並養育後代等,"漢普森說。

當人類大量離開地球,需要適應一個新環境時,人體基因改造的時代就將來臨。與其尋找渺茫的地球2.0,還不如培育人類2.0。這些人甚至將有4隻手和一隻尾巴。

"暢想在一個不受重力束縛的環境中如何生活很有意思,"帕米塔諾說。"找到另一個地球的概率非常渺茫,而一個人類可以生活的新環境的想法更能吸引我……但這僅僅是我的想法而已!"

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