人類能否在太空繁衍后代

在國際空間站的一個實驗室里，宇航員用混合物的化學信號模擬了卵子，從而誘使精子游動。科學家發現，在受精的那一刻，鋅元素的流動使得卵子出現一道閃光，這可以用來受精，讓科學家真正看到人類生命在太空中的第一階段。

繁衍，是人類統治地球的途徑。但當人類將目光投向太空時，情況就有所不同了。鑒于整個太空普遍存在輻射，再加之低重力環境帶來的挑戰，在太空繁衍后代這件事，說起來容易做起來難。雖然在生理學上困難重重，但研究人員仍在試圖回答這個關鍵的問題：如何在太空中創造健康的嬰兒？

小白鼠的太空受精危機

至今為止，沒有人在太空發生過性行為。因為幾乎沒有引力，想要抓著你的伴侶都很困難，更別說讓精子和卵子相遇，然后孕育生命。

幾十年來，科學家一直致力于破解在太空中生殖的奧秘。嚙齒動物屬哺乳動物，其解剖學、生理學和基因都與人類相似。西北大學生殖科學中心主任特蕾莎說，我們可以從它們的早期孕期中看到與人類相似的問題。

日本山梨大學高級生物技術中心主任若山照彥多年來一直致力于研究哺乳動物如何在太空中繁殖。由于引力對受精和胎兒的生長都至關重要，因此若山照彥想要探究小白鼠是否可以在微重力（類似于空間站中宇航員的環境）環境中受精。

2009年，若山照彥從小白鼠中提取出卵子和精子，放在一個模擬微重力的裝置中。他觀察到精子會游向卵子，幾天后，胚胎從微重力環境被移植進標準重力下的小白鼠母體中。若山照彥和同事們發現，實驗的結果并非單一的：雖然有很多發育正常的幼崽誕生，但也有大量胚胎在移植后出現了發育不良的情況。與正常情況相比，微重力環境下的小白鼠胚胎成功繁育后代更加困難。

為了解這一幕會不會在高輻射與微重力并存的太空重演，若山照彥向日本宇宙航空研究開發機構提出申請，希望在國際空間站重復上述研究。

若山照彥現在是美國宇航局（NASA）的“太空幼崽”任務的課題組長，他將小白鼠精子冷凍并保持干燥。三組凍干樣品于2013年進入國際空間站，若山照彥開始研究它們的生存能力與時間的關系。這將幫助分析宇宙輻射對雄性生殖細胞的影響。

由于國際空間站暴露于強輻射下，這可能會導致精子DNA

分解，改變后代的遺傳物質，許多研究都沒有重視DNA受損的小白鼠的健康狀況，但是若山照彥的研究逐漸給出了答案。

進入國際空間站9個月后，一些精子顯示出細微的DNA受損跡象，但它們仍能產生健康的幼崽。若山照彥的團隊剛剛分析了在國際空間站上保存了3年的樣本，最后一批在太空6年的樣本將于今年返回地球。

若山照彥計劃將冷凍的小白鼠胚胎運到國際空間站，然后研究下一部分問題：為什么它們不能在太空完全發育。

人類能否在太空繁衍

盡管諸多相似之處讓小白鼠成為模擬人類在太空中繁殖的最佳模型之一，但小白鼠試驗的結論終究不能等同于人類。

堪薩斯大學醫學中心的生殖學家約瑟夫·塔什指出，如果沒有功能完善的人類精子和卵子，我們在太空中的生活無法長時間維系。自1996年以來，他一直在與NASA合作。直到幾年前，他的研究主要集中太空飛行對小白鼠和其他動物的影響。但是在2018年4月，塔什更進一步。他使用了類似于若山照彥的方法，將冷凍的人類精子送入太空。

這項名為Micro-11的實驗收集了來自12名健康、精力旺盛的男性的精子。在國際空間站的一個實驗室里，宇航員解凍了冷凍樣本，并將其與一種混合試劑混合，混合物的化學信號模擬了卵子，從而誘使精子游動。宇航員用高倍顯微鏡拍攝了精子的運動，試圖捕捉在太空中，精子是否具備讓卵子受精的生理能力。

“當你在顯微鏡下觀察時，精子的外觀會出現各種變化。”塔什說，“你能看到精子頭部出現特征性的變化，那是為卵子受精所準備的。”精子在接近目標時需要獲得速度，頭部的細胞也需要合并，從而擁有足以突破卵子的強度。如果它們不這樣做，受精是不可能完成的。

現在這些樣本已經回到了地球，但塔什表示，還需要一年的時間來梳理觀察結果，并確定太空的精子能否讓卵子受精。他已經找到了一些擔心的理由。塔什研究了在2010年和2011年隨NASA航天飛機旅行的雌性小白鼠，發現它們的黃體（卵巢中的短命腺體，負責產生性激素和培育新生胚胎）出了問題。

“我們發現，所有在太空飛行了12至15天的雌性小白鼠，黃體會完全缺失或僅有極少部分剩余。”塔什說。這意味著僅僅兩周的太空影響就會導致潛在的生殖問題。

他計劃在2020年將活體雌性小白鼠送上國際空間站。這些已經受孕的小白鼠將在太空旅行30至37天，這將覆蓋它們的生殖周期。由此，研究人員希望弄清楚小白鼠在太空中繁殖困難的原因。

特蕾莎計劃更進一步，將冷凍的人類卵子和精子送到太空，觀察能否成功受精。特蕾莎等人最近發現了“鋅火花”——在受精的那一刻，鋅元素的流動使得卵子出現一道閃光，這可以用來受精，讓科學家真正看到人類生命在太空中的第一階段。

倫理爭議

特蕾莎和塔什將著手于人類生殖細胞。但他們也認為，全面的太空人體試驗，包括懷孕和分娩，不會在近期出現。

波蘭的熱舒夫信息技術與管理大學哲學系助理教授康拉德索·西克認為，盡管還需要幾十年的發展，我們應該開始為太空繁殖的殘酷現實做好準備。在去年發表的一篇論文中，他從科學之外的層面闡述了嬰兒定居火星的影響。

“我們可能會將火星人口計劃當成冷冰冰的任務、目標。”西克說，“這樣，個人就會消融在集體之中。而個體的自由與決定很可能不復存在，性與生殖也是一樣，這似乎違背了倫理標準和道德直覺。”

西克說，為了在一個低重力、輻射肆虐的世界中繁殖健康的后代，基因編輯、通過基因選擇性伴侶和組織性的生殖政策都不應被排除之外。當然，即使采取這些預防措施，嬰兒仍然可能天生就有殘疾，而且火星社會不一定有充分條件去照顧他們。

無論是否爭論不休，生活于地球之外將會是人類進步的革命性標志。然而，這條道路將充滿荊棘，我們應該謹慎地挪步，而非魯莽行事。

（《環球科學》等）