人類移民火星,其實是個遺傳學問題_風聞
造就-造就官方账号-发现创造力2019-09-24 18:41
阿波羅10號
1969年5月,阿波羅10號達到了4萬公里的時速。兩個月後,阿波羅11號宇航員踏足月球。自此,再沒有人企及同樣的飛行速度,或是踏足同樣的高度。如今,美國宇航局(NASA)正在籌備載人火星任務。但即使有朝一日我們的後代能毫無離愁別緒地告別地球,彼時的人類恐怕已經不是智人,而是另一種更加智能的設計物種。現在的人類適應不了外太空。
在進化生物學家看來,**“適應性”**是一個物種內,所有個體存活下來併成功繁殖的平均傾向,它是自然選擇的標尺。從解剖學上講,現代人類起源於30至20萬年前的非洲,跟他們的共生微生物攜手進化,並迅速遍佈全球。在地球上,人類如魚得水,但太空對我們這個物種有害無益。那裏寒冷、空虛、沒有空氣——這還是最不值一提的。真正的問題是數不清的壓力源,尤其在輻射面前,太空服和飛船的保護都顯得捉襟見肘。
地球磁場和大氣層屏蔽了太空中肆虐的電離輻射,保護我們不受傷害。而在火星表面(沒有磁場,大氣稀薄)或太空飛船上,高電荷態的宇宙射線的長期輻射,或是太陽質子事件的爆發,這些都會殺死細胞,或導致其功能失常;也可能撕裂DNA鏈,敲除上面的鹼基對。死亡或功能不良的細胞會誘發心臟疾病,或導致認知衰退;DNA損傷就更可怕了:在細胞自我修復的嘗試中,錯誤會不斷累積,形成突變,最終引發癌症和遺傳疾病。
凡是低地軌道和範艾倫輻射帶以外的長期載人航天,都超出了NASA當前的“可接受風險”範圍。除非技術突破接連降臨(可能性很低)——開拓快速航線,在飛船內部安裝輻射屏蔽裝置,在目標星球建立地下宿舍,以及快速折返,諸如此類——人類生理跟火星任務水火不容。要在火星或更遠星球建立殖民地,這根本不可想象。
但物理學家,包括與NASA合作的一些物理學家,已經在探索這樣一個問題:人能否通過基因改造,變得適應太空旅行?這不禁引人思索:在下一階段的人類進化中,我們肩負着何種責任和使命?
這些物理學家的提議中不乏諷刺。**人類的標誌性特徵之一,就是對擴張的狂熱。**就我們所知,其他古人類倒沒有這項特徵。作為我們表親的尼安德特人和人類共同生活過5000年,但始終沒有離開歐亞大陸。對我們而言,探索是一種按耐不住的衝動。古往今來,曾有多少不堪一擊的小圓舟、獨木舟僅僅憑着對陸地的一絲希望啓航,去佔領汪洋大海中上所有的島嶼!
哥倫布發現新大陸
人類的下一個目標就是火星。但要滿足這種渴望,我們得動用手頭所有的技術,創造出一個“接班人”物種。
喬治·徹奇(George Church)是哈佛大學的遺傳學家、領先的合成生物學家。他認為:“要降低太空飛行的風險,一條較為可能的途徑似乎就是針對成年的候選宇航員進行生物工程改造。”
喬治·徹奇(George Church)
他找到了40來個有利於長期太空飛行的基因。該清單中包括CTNNBI——賦予人抗輻射能力的基因;LRP5——增加骨密度的基因;ESPA1——常見於藏族人羣,使人適應低氧環境的基因;以及一堆可能增進智力、增強記憶、減緩焦慮的基因。其中甚至有ABC11——對封閉空間頗為友好的“輕體味”基因。(根據一位空間站成員的描述,載人航天飛船的氣味跟監獄類似。)
徹奇聯手其他知名生物學家,比如抗衰老研究者大衞·辛克萊爾(David Sinclair),創辦了哈佛醫學院的空間遺傳學聯合會(Consortium for Space Genetics),旨在研究太空環境下的人類健康,並推動該領域的探索。他的設想,是用“病毒交付的基因療法,或微生物組、表觀基因組療法”,改造航天員的機體。“有關小鼠對輻射、骨質疏鬆、癌症和衰老的抵抗,我們已經掌握不少知識,”徹奇説。他強調,很多基因都在醫藥公司的名單上,有的藥物正接受臨牀試驗。將基因療法作為宇航員的預防性藥物,這聽上去並不為過。
基因療法或能改造人類,使我們更適應太空,但要殖民新世界,我們得培育出一個新的種族才行。遺傳學家克里斯·梅森(Chris Mason)提出了太空殖民的“五百年計劃”,包含三個主要組成部分:
拓展我們的基因組學知識,包括哪些基因應掛出“免打擾”牌,因為動了它們,結果不是致死就是致殘;
微生物的基因工程改造;
通過基因的添加、刪除和修飾,創造出永久性、可遺傳的變異。
梅森這個計劃的第一階段,是讓人類細胞結合Dsup基因。該基因由緩步動物所獨有,能抑制輻射對DNA的破壞。緩步動物極其堅韌,可以在太空環境中存活;或許,它的基因也能增強人類對太空的適應。梅森的實驗室還構築人為情境,探索了p53基因的癌症預防作用,並希望有朝一日,P53能被植入人類基因。大象有很多p53基因的副本,且很少死於癌症;在人類基因中添加p53或能遏制太空輻射的破壞。
梅森還有一些更接地氣的研究,包括編輯抗輻射奇異球菌(Deionococcus
radiodurans)。這是一種嗜極生物,可以承受寒冷、脱水、強酸和高強度的輻射。它們對抗輻射的方法,是重新編譯受損的染色體。梅森希望,微生物能像植被一般,生活在我們的皮膚和腸道內,或是在太空飛船的表面,保護我們不受太空射線的傷害。“微生物是一種適應性極強的東西。”
一些研究人員的提議更具科幻色彩。哥倫比亞大學的哈里斯·王(Harris
Wang;音)希望以誘導方式讓人類腎臟合成身體無法制造的九種氨基酸。假設有這樣一種全能型人類細胞,它能在一個細胞之內合成健康所需的一切有機化合物,那麼要培養這樣一種細胞,我們還需要250來個新的基因。但人體組織真要由這樣的細胞構成的話,宇航員只要喝糖水,就可以生龍活虎了。這樣,太空飛船就不需要攜帶或者先行運送大量食物。還有科學家提出了“光合”太空旅行者的概念,還有人提議編輯“太空戰隊”成員的個性,使他們無畏地奔赴最遠的前線,因為,那是他們真正的終點站。
**我們恐怕得換一種面貌,才能奢望離開地球。但即便技術上可行,我們應該這樣做嗎?**優生學一直是個邪惡的詞:只有種族滅絕的暴君,才會把它掛在嘴邊。從更廣泛的意義上講,創造出一種全新的人類——且沒有事先徵求他們的同意——這樣做符合倫理嗎?支持製造“航天員種族”的論據是:造就他們的並非通常意義上的優生學:沒有人會因為不受待見的習慣或品質而被迫減少生育;沒有哪個羣體被囚禁起來並強行絕育,乃至更糟。
至於徵求同意這一點——沒有人的遺傳是自己選擇的;我們都是父母的產物。梅森認為,這種嘗試是無關道德的客觀必然。他的“五百年計劃”的主要目標是:“在多個行星系統中建立宜居環境,以避開太陽系中災難性事件導致的人類滅絕。”他解釋説。“不論你道德上首推什麼,生存總歸是第一要務。”
阿波羅10號、11號任務完成後不久,索爾·貝婁(Saul Bellow)出版了《賽姆勒先生的行星》(Mr. Sammler’s Planet)一書,他寫道:“再過多久,地球就不再是人類唯一的家園了?主啊,可不是嘛!若要離開,現在不正是時候嗎?要麼拋棄這顆藍色、白色、綠色的偉大星球,要麼被它拋棄。”
《2001太空漫遊》
眼下的我們,倒是可以想想後代告別地球之事。科學家告訴我們,人類應有意識地引導自身進化,而不是將命運交給時間、偶然和死亡——歷來為進化服務的因素。當然,未來告別地球的“接班人”跟我們的差異,將不啻我們與尼安德特人的差異。“將有新的物種形成,”梅森説,“問題不在於會不會,而在於什麼時候。”