外星移民，我們還缺什么

鄧唯珂

大約半年前，英國《衛報》發表了著名理論物理學家霍金對未來的看法：“對于我來說，最值得擔憂的問題是，現在比人類歷史上其他任何時候都要危險。我們面臨糟糕的環境挑戰—氣候變化、食品危機、人口過剩、物種滅絕、流行病、海洋酸化等。所有這些都在提醒我們，我們正處于人類發展史上最危險的時刻。我們發展的技術摧毀了自己的家園，但目前還沒有發展出逃離地球的能力。也許在百年后，我們可以在其他星球上建立起人類殖民地，但現在我們還只能在地球上生活，因此我們必須要團結一致保護它。”

霍金表示，逃離地球是人類唯一的希望，人類呆在地球上的日子已屈指可數?；艚疬€曾經警告稱，因為戰爭和流行病的威脅，我們的地球正在變成一個危險之地?！拔蚁嘈牛厍蛏系纳蛞粓鰹碾y而滅絕的風險正與日俱增，比如一場突如其來的核戰爭、一種基因工程病毒或其他危險。我認為，如果不能進入太空，人類將沒有未來。”

自從美國的“阿波羅登月計劃”結束后，人類已經有50多年未離開地球踏上另一個星球的土地，像是一個任性的小孩蜷縮在自己的搖籃里不愿出來。有人說，這是因為人類的科技水平還不夠，以目前的航天技術進行宇宙航行勞民傷財，不如用這筆錢把我們的搖籃建設得更加舒適一些。

確實，以現在的航空科技水平要進行星際水平的大規模航行就連當今的超級大國美國也無法完成，目前的空間技術也無法保證人類能在微重力的情況下長期生存。

如果當下的人類想逃離地球，走出我們的搖籃，重現人類作為世界領袖的榮光，就必須回顧我們的過去，從歷史中尋找未來的答案。也許，我們回首過去才會發現，人類在地理大發現和大航海時代的榮光，不是靠著以舉國之力發展航海技術來實現的。

回溯大航海時代的開啟

當我們回望過去，讓大航海時代的畫卷徐徐展開，一切就變得明朗起來—這個時代的開啟并不是因為造船技術的突破。早在哥倫布帶領三艘百十來噸的帆船出海之前，能進行遠洋的船已經發明出很久了，而意圖擴展海外貿易的市場需求也不是從哥倫布的時代才開始出現的。人類過去一直嘗試著向遠洋進發，可是有一個夢魘始終無法擺脫。每當人們開始遠洋，開始長時間在海上生活，船員們就會出現牙齒逐漸脫落、皮膚出現血點、臉色蒼白、身體無力等癥狀，最終整船船員相繼死去。后來人們將這種導致船員死亡的疾病稱為敗血癥。繼哥倫布之后，另一個偉大的航海家麥哲倫率領船隊環繞了地球一周。他們的遭遇十分悲慘，麥哲倫的船隊中有三分之二的人因為壞血病而死亡。

這種情況直到18世紀才出現轉機，英國人林特發現柳橙汁能夠治療和預防壞血病，從而使得英國船員在進行遠洋航行的時候再也不會因為壞血病而大規模減員，殖民全世界的目標才得以實現。

今天，我們已經知道，壞血病是因為食物中長時間缺乏維生素C而導致的?？墒菫槭裁慈祟惒怀孕迈r蔬菜會生病，而獅子、狼等食肉動物一輩子不吃新鮮蔬菜卻沒有什么問題？既然維生素C對人類的生存這么重要，為什么人類沒有進化出食肉動物那樣的合成維生素C的能力呢？事實上，曾經每種需要維生素C的動物都擁有自身合成維生素C的能力，但是在我們的靈長類祖先開始吃樹葉和水果之后，每天都可以通過食物得到自身生長發育所需的維生素C，而且獲得量是需要量的幾百倍，所以再保持自身合成維生素C的能力就成為了一種對資源的浪費，于是在生物演化的過程中，人類的祖先就逐漸喪失了這個對自身有益的能力。

其實，人類喪失了合成維生素C的能力本質上是由自然選擇的局限性導致的，這個局限性就是自然本身。自然選擇無法預見未來，在陸地上生存并受到陸地環境選擇的人類注定了無法適應遠洋生存。

生物科技能否改變太空生存困境

我們今天所遇到的困境也是一樣的，人類是地球自然環境選擇后的產物，其注定是無法適應在太空中生存的。限制我們宇宙殖民的門檻不在于將人送上太空的技術的缺失，而是讓人在太空中生存的技術的缺失。用現有的技術在太空中或者外星模擬地球的自然環境來適應人類生存耗資太過巨大，所以宇宙殖民科技的發展方向應該是，通過對現有科技的運用讓人類變得“不一樣”，未來的人類將獲得在地球以外生存的能力。

今天我們面對的宇宙移民問題比幾百年前的遠洋航行問題更復雜，所幸的是今天我們擁有的科技力量也是古人不可想象的。那么，有哪些最新技術可以幫助我們解決宇宙移民中的難題呢？

也許大家曾留意過一個現象，每次宇航員在返回地球后都是由其他人抬出航天器的。根據數據顯示，盡管宇航員在太空中經常進行有氧運動和訓練，但是人類的心臟和較細的血管在微重力環境下還是難以將氧氣輸送到肌肉中。由于缺乏重力，人體會自行判斷已經不再需要肌肉，身體為了節約寶貴的能量會將全身的肌肉慢慢分解。

雖然返回后的訓練使宇航員能如正常人生活，但還是會出現宇航員身體素質下降的問題。他們的身體指標只能恢復到之前的97%左右，長時間生活在微重力環境中，他們的肺部功能也發生了變化。

那么以現在的科技發展水平，我們能設計哪些解決方案來克服太空生存的困境呢？

1.沉默既有的部分基因

通過分解不必要的肌肉來節省能量確實是一個幫助人類在野外生存的好策略，因為在那種條件下每一焦耳能量都顯得生死攸關，所以人類漸漸進化出了一種“節儉基因”。在現代社會中，這種“節儉基因”卻造成了人類普遍面臨的健康問題—能量過剩導致的肥胖，還有在宇宙中生存的難題—肌肉流失。決定生物體肌肉生成的最主要決定因素是生物體的基因。人類的近親大猩猩，平時只吃水果和樹葉，既不喝蛋白粉，又不辦健身卡就能擁有一身傲人的肌肉，這就是因為它們與人類基因不同。

然而，基因真的沒法改變嗎？現在的基因編輯技術已經使我們能夠精確地操縱一段基因，使得正常肌肉含量很少的動物增加肌肉量，從而變得強健。

2017年，有一位美國的生物黑客就通過自己手上的基因編輯工具在自家車庫中給自己進行“肌肉基因強化”改造，但隨后因為可能的風險和有效性的問題受到主流科學家的詬病。但我們相信，在不久的將來，更安全可靠的基因編輯技術可以在人類身上應用，從而幫助到城市中久坐不動的上班族和微重力下的宇航員。

2.增加既有基因的表達

上文已經提到，在太空中人類的心臟和較細的血管在微重力環境下難以將氧氣輸送到肌肉中，如何增強人類的心血管能力就成為了重中之重。

最近，在一項對于心肌梗死研究的過程中，科學家成功識別了基因CDK1/CCNB和CDK4/CCND的組合，該組合可以以極高效率促使人類誘導多能干細胞源性心肌細胞的分裂增殖，增值比率高達20%。

研究員高興地發現，向4個月的小鼠心肌梗死后的心肌里注射腺病毒編碼的這4個基因組合，會誘導超過15%的心肌細胞增殖。同時，這4個基因組合還能提高小鼠的心肌功能?？茖W家是如何實現小鼠心肌細胞增殖的呢？科學家找到了一個幫手—病毒。病毒通常會將自己體內有害的基因注射到病人細胞中毒害細胞，但是在這個實驗中科學家通過改造病毒，讓病毒把有益于人類的基因注射到心臟中，實現了心肌細胞增殖。

3.向人類身體引入其他擁有“超能力”生物的基因

即使在我們的母星地球上，自然也會經常露出它殘酷的一面。地球上有一些人跡罕至的角落，那里就像是外星一樣存在強輻射、缺氧、嚴寒等極端環境，可是在那些環境下依然存在著欣欣向榮的生命，如果我們能夠向大自然學習如何在這些環境中生存下來，并將學習成果應用到宇航員身上，也許我們就能拋棄沉重又昂貴的太空服在太空、外星自由自在地生存。

宇宙中充滿了致命的宇宙射線，由于沒有大氣層的保護，輻射能夠直接作用于人體的DNA，引起DNA損傷。這種損傷通過突變可能修改遺傳密碼，改變DNA功能，并傳給下一代，因此宇航員必須躲在厚重又狹小的空間中，出艙也要穿上厚重的宇航服。但是并非每一種地球生物都是不耐輻射的。地球上有些地方也存在類似的強烈輻射，而在這種環境中也生存著生命競賽中的“頑強”物種，水熊蟲便是其中的佼佼者。

2011年，在“奮進”號航天飛機的收官任務中，水熊蟲被帶上了國際空間站，在飛船外的微重力、強輻射的環境下水熊蟲依然活了下來。

火星是太陽系中與地球環境最相似的星球，若我們移民火星，那么將會面臨怎樣的生活景象呢？火星大氣中的二氧化碳含量大約為95%，人類如果移民火星，每一次戶外活動都要準備充足的氧氣。動物生存需要充足的氧氣，一般的哺乳動物在血液供氧停止的情況下，60秒后大腦就會遭到不可逆的損傷。但是，哺乳動物中的生存高手裸鼴鼠卻在缺氧情況下有驚人的表現。生活在地下并群居的裸鼴鼠經常會遭遇氧氣不足的狀況，可是它們能夠在沒有氧氣的情況下新陳代謝并產生出果糖（而不是更常見的葡萄糖），并借此存活長達18分鐘，而且不會留下任何不良后果。裸鼴鼠還有一個令人類羨慕的生理特點，它們幾乎永遠都不會患癌癥。有研究顯示，裸鼴鼠在成年后終身不會衰老，只會因為意外死亡。在自然環境中裸鼴鼠的平均壽命是17年，在實驗室的環境中可以活到30歲，是一般小鼠壽命的10倍。

也有人大膽設想過突破太陽系，進行恒星際移民。不過，基于現在的航天技術，我們如果要前往離太陽系最近的恒星—比鄰星，恐怕要1000年才能到達，這對于壽命極限只有100多歲而且終生會不斷衰老的人類來說，這幾乎是不可能完成的任務?？墒侨绻祟悡碛辛寺泯B鼠的能力—沒有壽命極限且不會衰老，那么以我們目前的星際飛行速度進行恒星際旅行，會不會有一天被提上日程呢？

雖然我們目前還并不清楚是哪些基因使得這些生物具有了“超能力”，但這些奇妙的生物已經引起了科學家的關注。隨著基因測序技術變得越來越廉價、快速和精準，相信在不遠的將來我們就可以搞清楚這些基因的真面目了，也許還會將它們通過安全的手段引入人類身體，從而幫助人類進行星際移民。

第二次大航海時代的前夜

如科幻作家劉慈欣在演講《一個地球和一萬個地球》中所說的：“現在，人類正處在第二次大航海時代的前夜。我們現在甚至比哥倫布要有利得多，因為哥倫布看不見他要找的新大陸，他在大西洋上航行了幾天之后還沒有見到陸地，這個時候他的內心肯定是充滿了猶豫彷徨，而我們要探測的新世界抬頭就能看到?！?/p>

我們正身處在一個人類有史以來最偉大的時代，也許未來也不會再出現這樣的時代。身為物理學家的霍金推測，人類需要上百年的時間才能建立外星殖民地，但現代基因工程技術的突飛猛進讓人類多了一個視角—征服宇宙最簡單的方法不是提高火箭的運載能力，而是先征服人類自己。

就像當初那些貧困、走投無路的歐洲人在面對遼闊而未知的大海的時候，使他們安心去開拓新世界的不是船只的噸位而是自己口袋里的橘子。大自然的橘子今天就擺在人類的面前，我們所需要的僅僅是一點敢于改變的勇氣。