人類移民火星的後代，可能再也無法返回地球

開弓沒有回頭箭。

藝術家描繪的火星基地概念圖。NASA

火星和我們正越來越近。NASA計劃在30年內將人送上火星，埃隆·馬斯克只打算用10年——開始只是訪問，但最終還是要在火星上建造一個自給自足的城市。在9月的演講中，馬斯克為人類指出了兩條「基本路線」：一條是永遠呆在地球，迎接終將到來的大滅絕；另一條是成為一個太空文明，成為一個多行星物種。

假如我們登上火星，所處的環境將和地球迥異。為了適應微重力、高輻射和無菌環境，人類身上將會發生一系列自直立行走、大腦發育成熟以來，最為顯著的變化。

1975年，三位佚名藝術家根據當時所知描繪的火星「生命」形態。NASA / JPL

這種變化在一開始就是迅速的，雖然也是細微的。第一批移民的數量不會多——馬斯克的飛船只能載100人——在他們身上立即會發生「奠基者效應」。

少數新個體在新環境中建立新群體後，就會發生這種效應。假如我們只往火星運送100個移民，那麼他們在身高、發色，得糖尿病或乳腺癌機率等方面的基因概率，往往不能代表他們原本所屬群體的共性。也就是說，他們身上無論有什麼樣的特徵，都有可能代代相傳，而無關自然選擇。這將導致土生土長的火星移民明顯有別於地球原住民。舉例來說，假如所有前往火星的宇航員都有一頭紅髮，那麼我們管火星叫紅色行星的理由就能多出一條。

隨著火星上的新生代越來越多，這種變化會變得越來越明顯。由於重力只有地球的三分之一，在火星上懷孕和生小孩會更加困難。針對老鼠胚胎髮育的研究表明，微重力下母鼠成功生下幼仔的概率要低得多。有趣的是，體外受精卻並不怎麼受重力減弱的影響，但在某些情況下，仍會導致胚胎髮育不良。雖然原因不明，但這足以表明，哺乳類包括人在火星上懷孕可能會遭遇更多的併發症。人類在火星上的演化，無形中多了一個地球上原本沒有的壓力。

微重力同時會導致骨骼質量以每月1%至2%的速度流失。兩三年後，在火星上定居的人可能會發現自己的骨骼輕了一半——懷孕婦女的流失速度會更快，因為妊娠需要大量的鈣。骨骼密度下降使人更容易受傷，尤其容易導致髖部和脊椎骨折。在火星上受這樣的傷無疑等同於災難，因此那些骨骼密度天生較高的人——那些和人類祖先更相似的人——活下去的機會更大，也更有機會把基因傳給下一代。多代以後，在火星上生活的人會擁有比地球居民更加結實的骨骼，他們表面上看起來會更強壯。

火星多功能基地概念圖。NASA

移民也要適應火星上的高輻射量。沒有了磁圈和大氣層的保護，火星持續經受著高能宇宙射線、強烈紫外線和太陽粒子的轟擊。500天內人類在火星表面所經受的輻射劑量是美國最低安全標準的六倍。宇航服或地下掩體能夠提供有限的防護，但是假如我們要在火星上種莊稼、蓋房子，還是得出來。

輻射會傷害DNA，會引發一系列可能導致癌症的突變。也就是說，火星移民的患癌率要比地球居民高。但它也能推動基因變異，加速演化進程，產生有利於火星生存的特性。

基因變異，可能會引領我們找到保護自己免受輻射傷害的方法。在地球上，我們的皮膚會產生黑色素，這是一種天然的防晒霜。人類的皮膚色素，是過量輻射和輻射不足兩種狀況間平衡的產物。前者會破壞DNA，後者會導致骨骼無法正常發育。許多生物利用黑色素來保護自己免受輻射傷害，比如生活在切爾諾貝利核反應堆廢墟里的黑色真菌。防護效能最強的黑色素是真黑色素，它能使皮膚變成深棕色或黑色。皮膚中真黑色素含量較高的人，適應火星高輻射環境的能力更強，因此最終火星移民的皮膚顏色會比地球居民深。

另一方面，強烈的輻射可能會促使人類皮膚分泌出新色素。類胡蘿蔔素是胡蘿蔔之所以呈現為橙色的原因，許多植物和微生物都能分泌這種色素，用來防護太陽輻射。許多動物體內也有類胡蘿蔔素，但大部分來自食物。一個例外是豌豆蚜。這種微小的昆蟲通常是綠色的，但有時會呈現紅色，因為它們能夠製造類胡蘿蔔素。研究顯示，豌豆蚜的這種基因是從黴菌中獲取的。這表明在罕見的情況下，動物能夠從其它生物體內借取組織，用來生產色素。假如亮橙色的皮膚有益，那麼火星上的嚴酷環境可能會讓這種事情發生的可能性變大。

新的研究結果顯示，高劑量的輻射也會對大腦產生不利影響，它在實驗中能夠改變老鼠的空間記憶能力和冒險行為方式。這是一個嚴重的威脅。但是假如同樣的敏感性發生在人類身上，那麼自然選擇就會更加偏向於那些較不易受影響的個體。他們的後代可能會演化出更擅長抵禦有害輻射的大腦，以便更好地適應火星環境。他們後代的太空探險能力可能會更強，更適合前往比鄰星b這樣的遙遠宜居行星。

火星上的「水培」實驗室概念圖。NASA

微生物群落也是一個問題——它們生活在我們的身體內外，且對我們發揮著十分重要的影響。與我們共生的這些微小生命，並不是我們天生就有的。誕生之時，我們從母體那裡獲取；幼年期，我們從父母、兄弟姐妹、朋友，以及環境中獲取。然而生活在火星上的孩子，所處的環境卻和地球完全不同，那裡沒有完整的微生物群落。雖然科學家認為火星上可能會有微生物，但到目前為止仍然沒有確鑿的證據表明它們存在。（即使存在，可能也完全不同。）

有益微生物的缺乏，會嚴重地傷害火星移民的身心健康。即便是在地球上，城市人口體內菌落的密度也是偏低的，因為在這樣的環境中，我們總是會想盡辦法讓自己保持清潔，對環境進行消毒。從防止流行病的角度來看，這樣的做法是有必要的。比如許多曾經肆虐一時的疾病天花就已經被疫苗消滅，衛生設施的發達和抗生素的運用也有效地控制了許多疾病。但是假如這場人類和微生物間的戰爭沒有節制，也會傷害許多對我們身體有益的微生物種。這些微生物中有一些已經和我們相伴了上千年，現在卻瀕臨滅絕。

對於微生物來說，移民火星這一步實在是跨得太大了。失去它們對我們是不利的。微生物群落密度偏低的人更容易患肥胖症、I型糖尿病，也更容易患過敏、哮喘、腹腔疾病和某些癌症。實驗證明，高潔凈環境中的老鼠和兔子體內無法形成微生物群落，繼而會導致非常嚴重的後果。它們的免疫系統和神經系統無法正常發育，它們從食物中獲取營養的能力也會變得很弱。

生活在我們腸道的微生物在我們消化的過程中扮演著重要角色，因此假如火星移民體內缺失微生物，他們的食譜就必須調整。科學家需要製造一些經過工程處理的食物。它們必須只包含簡單的糖、蛋白質和脂肪，以便人體在沒有微生物協助的條件下消化。從另一方面考慮，我們也可以把一些有益的微生物帶上火星，和我們一同演化。細菌的生命周期是短的，一些細菌每30分鐘就會繁殖一次，它們比人類的演化速度要快得多，因此它們適應環境變化的速度更快。它們突變的速度，也會在輻射的影響下變快。

相同的情況也會發生在隨我們一同前往火星的動植物以及它們體內的微生物身上。在火星上定居，終將播下新型生態系統的種子。火星的改造，會使火星上出現一個和地球相當不同的生態系統。

火星定居點想像圖。NASA

有一個好消息，那就是火星上可能不會有傳染病。雖然病毒和病菌有可能遂我們一同前往火星，但是漫長的旅途，也是一個非常有效的隔離所，能夠降低傳染病在火星移民群體中發生的概率。人類的傳染病大多來自動物，特別是鳥類和哺乳類。炭疽和狂犬病來自馴養的牛、羊、狗；萊姆病來自野生動物。新傳染病，比如埃博拉和寨卡的出現，一個重要原因也是人類接觸了被感染的動物。假如想避免同樣的情況在火星上發生，那我們就不能帶鳥和哺乳類到火星去。我們可以帶經過馴養的某些昆蟲，它們較少攜帶能夠傳染給人類的疾病，而且它們吃得也少。

但從另一方面來看，沒有了傳染病，火星移民的免疫系統會發生退化——就像闌尾那樣——甚至也有可能完全消失。退化的原因，還不僅是因為疾病的缺乏——發射和著陸過程中所承受的身心壓力，密閉空間中的生活，以及微重力的影響，會使宇航員的免疫系統發生自我抑制。

缺乏免疫力的火星移民回到地球，會有生命危險。前往火星的地球居民也有可能滅絕火星移民。而且這種巨大的風險往往是毫無徵兆的，它隱藏在許多看似無害的近距離接觸——比如性交中。

在火星表面探險。NASA

綜合考慮這一切——無法和地球居民通婚、奠基者效應、微生物群落的變化、嚴酷環境中的自然選擇、微重力——我們得到的信息是明顯的：移民火星可能會導致一個新的人類物種出現。類似的情形經常發生在孤島動植物身上——比如達爾文那隻著名的雀。在地球的孤島上，完成這一過程需要上萬年；但在火星上，由於突變速度加快，環境截然不同，這個過程會被大大縮短。幾百代人，大約六千多年後——一個新的人類物種就會在火星上出現。

1950年，雷·布萊伯利在其短篇小說集《火星編年史》中描寫了一個已被人類殖民的未來火星世界。那時火星移民後代的皮膚是棕色的，眼睛是黃色的。他們已經沒有興趣再和地球保持聯絡。有這樣一位移民，這樣問她的丈夫：「你想過沒——太陽系第三行星（地球）上會不會有人？」她的丈夫回答說：「第三行星沒有能力維持生命。我們的科學家說，那裡的大氣含氧量太高了。」

布萊伯利的小說很有先見之明。假如地球發生災難，移民火星對於我們的長期生存是必要的。但是這個做法，也有可能會永遠地改變我們。

作者斯柯特·索羅門，是美國萊斯大學生物學教授。

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