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在太空中造人可行嗎?

要說到什麼是人類最擅長的,答案可能就是製造出更多的人。目前地球上的人口總數已經超過了75億,但我們的生殖能力可能很快就會受到一種全新的考驗。無論是由於人口過剩、環境破壞,還是僅僅為了探索,未來我們都會想前往並定居到太空站或其他行星上。但是考慮到太空是一個微重力、強輻射的環境,在太空中生育可能面臨很多挑戰。

那麼,太空環境會對人的生育產生何種影響?這些答案基本上還是未知的。事實上,科學家不知道女性是否能在太空中懷孕,更不用說生孩子了。為了尋找這些答案,科學家已經開始進行了一些初步性的實驗。

先讓老鼠去太空

幾十年來,科學家一直在研究太空環境會對生殖產生何種影響。美蘇之間太空競賽結束後,宇航員們開始將魚、蛔蟲、青蛙和蠑螈等生物送到太空中,以測試它們在那裡的生殖能力。實驗結果令人喜出望外,這些動物都生育出了健康的後代。但是隨後,科學家們就撞上了一堵牆。

1979年,在蘇聯的一顆衛星上,雄性和雌性老鼠在18.5天的任務中未能成功實現受孕。這些嚙齒動物突然「禁慾」起來,這在地球上幾乎是從未發生過的。這個實驗以及隨後一系列的老鼠實驗,引起了科學家更多的關注。畢竟,不同於以前送到太空上的動物,老鼠是哺乳動物,其解剖結構、生理學和基因與我們的很相似。而且研究表明,在老鼠懷孕早期出現的任何問題都可能同樣發生在我們人類身上。

日本山梨大學的遺傳學家若山照彥在過去的10年里,一直在研究老鼠在太空中的生殖問題。他首先想知道的是,失重狀態是否會影響老鼠的生殖能力。

2009年,若山照彥從老鼠身上提取了精子和卵子,然後將它們放在一個模擬失重的裝置中,並觀測到精子與卵子成功結合成了受精卵。這些受精卵發育為胚胎後,他將這些胚胎在正常重力的環境下植入雌性老鼠體內,結果卻是喜憂參半:雖有許多正常、健康的幼崽出生了,但也有許多胚胎在植入後沒有正常發育。這表明,失重環境的確會影響老鼠的生殖能力。

若山照彥還曾向日本航天局提出在國際空間站重複這項實驗的建議,但該計劃被認為實現起來有點難,所以泡湯了。不過,老鼠的精子卻成功地去了太空。

若山照彥和他的同事把一些老鼠的精子進行了冷凍乾燥處理,其中三批冷凍乾燥的精子樣品於2013年送到了國際空間站,每個樣品在空間站上的停留時間都不相同。在國際空間站呆了9個月後的一份樣品中,若山照彥發現,因太空中的輻射,一些精子出現了輕微的DNA損傷跡象,但它們與正常的卵子結合後,仍可以繼續發育為健康的幼崽。目前,他們正在分析在國際空間站呆了3年和6年的樣品,並計劃在未來,把冷凍的老鼠胚胎運到國際空間站,去研究太空環境對胚胎髮育的影響。

美國堪薩斯大學的生殖生物學家約瑟夫·塔什還研究了2010年和2011年搭乘過太空梭的雌性老鼠。他發現它們身體內的黃體都出現了問題。黃體是卵巢中的臨時性腺體,其基本功能是合成和分泌孕酮,這種激素可使子宮為妊娠做好準備。他發現在所有進行12到15天的太空飛行的雌性老鼠中,黃體要麼完全不存在,要麼非常少,這意味著在太空生活兩周後,它們的生殖系統就可能會出現問題。2020年,他計劃把剛懷孕的雌性老鼠送到國際空間站,為期30到37天,來檢查它們懷孕時的各項生理活動,並弄清老鼠在太空生殖會面臨何種困難。

從老鼠到人的生殖細胞

老鼠儘管與人類有相似之處,但它們與真正的人類還是相差甚遠。於是,在2018年4月,塔什將冷凍精子發射到太空中,但這次,這些精子取自12名健康的、有生育能力的男性。

在國際空間站的一個實驗室里,宇航員解凍了冷凍的精子樣本,並將它們置於一種化學混合溶劑中,刺激精子開始游泳。從本質上講,溶劑中的化學物質會誘使精子認為它們正朝著一個卵子遊動。然後,宇航員們用一個高倍顯微鏡拍攝了這些精子的活動,來觀測這些精子是否具有能力在太空中完成受精。

塔什解釋說,精子在游向卵子時,其外觀會發生一系列的變化,尤其是在它接近卵子的時候。在那個時候,它們頭部的細胞需要聚合在一起,這樣它們才有足夠的力量突破卵子細胞。這些樣本現在已經回到地球上,但塔什說,他還需一年的時間去分析。

美國西北大學的醫療研究員特麗薩·伍德拉夫,正在規劃在太空進行對人類胚胎的研究。如果能找到資金,她就計劃把冷凍的人類精子和卵子送到太空,看看它們是否能成功受精。卵子是否成功受精,其實很容易判斷。伍德拉夫和一組研究人員最近發現了,在卵子受精的瞬間,細胞內的鋅元素會發出閃光,檢測到這種「鋅火花」,我們就可以認為卵子成功受精了。

挑戰傳統的太空社會

塔什和伍德拉夫已經開始研究太空中人類生殖細胞的表現。然而,完整的實驗還應該檢測人在太空中的懷孕和分娩過程,但這些實驗可能會帶來一些爭議。

然而,波蘭熱舒夫信息技術與管理大學的哲學助理教授康拉德·斯佐西克認為,這些實驗的爭議其實不算什麼,因為未來的太空社會可能會存在很多挑戰傳統的政策。

例如,未來的太空社會將可能會實施極為嚴格的計劃生育。我們可能還會採用諸如對受精卵進行基因編輯、對性伴侶進行基因預選等手段。當然,即使有了這些預防手段,嬰兒仍可能天生殘疾,而且由於資源有限,太空社會可能無法照顧他們,所以墮胎以及放棄治療嬰兒的現象更為常見。

不管怎樣,在地球以外建立一個定居點,將標誌著人類文明邁出了革命性的一步。讓人類文明走向太空的道路會是一條艱辛的道路,在這條路上,我們需要做到的是謹慎地前行,一步步做好各項實驗,而不是魯莽行事。

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