高辐射宇宙射线，太空中的性行为，能让人类繁衍后裔吗？

宇航员为何在太空中变成“大头人”？

在宇航员的照片中，我们会发现一个奇怪的现象――他们的脑袋比平时大，变成了“大头人”。这是因为太空的微重力环境会改变脑室内的液体流动方式，导致宇航员大脑内液体积聚。除了让他们变成大头人，太空飞行还会引发视力问题。

　　繁衍，是人类统治地球的途径。但当人类将眼光投向太空、希望完成地外殖民，情形就有所不同了。鉴于整个太空普遍存在的严酷辐射，再加之低重力环境带来的挑战，在太空繁衍后裔这件事，说起来容易做起来难。为此，下面这些科学家正起劲解答，人类能否在太空中完成正常的生殖历程。 　　从美国航空航天局（NASA）50多年前的双子星设计中，我们领会到太空旅行可能对人体康健有害。科学家注意到，宇航员在进入太空不到两周后，骨密度减小了6%左右，并泛起了肌肉萎缩的情形。这或许是太空中无处不在的宇宙射线导致的。宇宙射线的危害伟大，不仅会诱发癌症等疾病，还被证实会损伤DNA和神经系统。 　　太空，一个危急四伏的地方，纵然是训练有素的宇航员，也会面临种种危险。那么胚胎、胎儿和新生儿，这些懦弱的幼小生命又该怎么办呢？首先，我们应该思量的是：
太空会若何影响我们的生殖系统？谜底是未知的，科学家们甚至都不知道女性是否可以在太空受孕。 　　虽然在心理学上难题重重，但研究人员仍在试图回覆这个要害的问题：若何在太空中缔造康健的婴儿？
　　小鼠的太空受精危急 　　要在太空中滋生，每一步都不容易。 　　据我们所知，没有人在太空发生过性行为。由于几乎没有引力，想要抓着你的朋友都很难题，更别说让功效完善的精子和卵细胞相遇，然后擦出有身的火花了，这需要大量细胞完善的行动。 　　几十年来，科学家一直致力于破解在太空中生殖的秘密。“太空竞赛”之后，为测试生物在地球之外的滋生能力，鱼类、线虫、田鸡和蝾螈纷纷被带进太空轨道。令人惊讶的是，它们都能滋生康健的后裔。然则，仍然有障碍横在科学家眼前。1979年，在一颗俄罗斯卫星上，雄性和雌性大鼠在18.5天的义务期内发生了令人惊讶的事情：它们要么未能乐成受精，要么选择性地拒绝发生性行为，这种啮齿动物的禁欲行为在地球上几乎是闻所未闻的。随后，小鼠试验的效果同样引起了普遍的关注。 　　啮齿动物属哺乳动物，其解剖学、心理学和基因都与我们人类相似。西北大学生殖科学中心主任Teresa Woodruff说，小鼠与我们异常像，我们可以从它们的早期孕期中看到与人类相似的问题。对此，其他研究者也表示同意。 　　“由于只有哺乳动物才有胎盘，以是只有通过哺乳动物试验，我们才气领会太空环境对胎盘的影响。”日本山梨大学高级生物手艺中心主任若山照彦说。多年来，他一直致力于研究哺乳动物若何在太空中滋生。由于引力对受精和胎儿的生长都至关重要，因此若山照彦想要探讨小鼠是否可以在微重力（类似于空间站中宇航员的环境）环境中受精。 　　2009年，若山照彦从小鼠中提取出卵子和精子，放在一个模拟微重力的装置中。他考察到精子会游向卵子，几天后，胚胎从微重力环境被移植进尺度重力下的小鼠母体中。若山照彦和同事们发现，实验的效果并非单一的：虽然有许多发育正常的幼崽降生，但也有大量胚胎在移植后泛起了发育不良的情形。与正常情形相比，
微重力环境下的小鼠胚胎乐成繁育的后裔加倍难题。 　　为领会这一幕会不会在高辐射与微重力并存的太空重演，若山照彦向日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）提出申请，希望在国际空间站（ISS）重复上述研究。然则这一次，宇航员会从活体小鼠身上提取精子和卵子，然后将体外受精的胚胎移植回小鼠体内，这一切都是在微重力的条件下举行的。这个设计的难度相当大，由于小鼠从未在太空乐成滋生过。然则，他们的精子却做到了。 　　若山照彦现在是NASA的“太空幼崽”义务的课题组长，他将小鼠精子冷冻干燥，在室温下保留。三组冻干样品于2013年进入国际空间站，Wakayama得以在空间站中研究它们的生计能力与时间的关系。这将辅助剖析宇宙辐射对雄性生殖细胞的影响。 　　由于国际空间站露出于强辐射下，这可能会导致精子DNA剖析，改变后裔的遗传物质，若山照彦说。许多研究都没有重视DNA受损的小鼠的康健状况，

岩浆加热也许可以解释火星上的液态水从何而来

近些年来，人们广泛认为早期的火星拥有大量的液态水。一些科学家认为这些液态水在剧烈的火星变暖过程中逃逸了。2017年，火星勘测轨道飞行器在火星两极下发现了液态水存在的证据。随后在2018年，火星快车号使用雷达发现了冰层下存在液态水的证据。

然则他的研究逐渐给出了谜底。 　　
进入国际空间站9个月后，一些精子显示出细微的DNA受损迹象，但它们仍能发生康健的幼崽。若山照彦的团队刚刚剖析了在国际空间站上保留了3年的样本; 最后一批在太空6年的样本将于今年返回地球。
　　发生这些小鼠崽的精子经由冷冻，并且在太空中停留了288天。 　　若是冷冻手艺生效，若山照彦设计将冷冻的小鼠胚胎运到国际空间站，然后研究下一部门问题：为什么它们不能在太空完全发育。
　　从小鼠到人类 　　只管诸多相似之处让小鼠成为模拟人类在太空中滋生的最佳模子之一，但小鼠试验的结论终究不能等同于人类。 　　堪萨斯大学医学中心的生殖学家Joseph Tash指出，若是没有功效完善的人类精子和卵子，我们在太空中的殖民无法长时间维系。自1996年以来，他一直在与NASA互助。直到几年前，他的研究主要集中太空飞行对小鼠和其他动物的影响。然则在2018年4月，Tash更进一步。他使用了类似于若山照彦的方式，将冷冻精子送入太空——但这一次，
他使用的是人类的精子。 　　这项名为Micro-11的实验收集了来自12名康健、精力旺盛的男性的精子。在国际空间站的一个实验室里，宇航员解冻了冷冻样本，并将其与一种夹杂试剂夹杂，夹杂物的化学信号模拟了卵子，从而诱使精子游动。宇航员用高倍显微镜拍摄了精子的运动，
试图捕捉在太空中，精子是否具备让卵子受精的心理能力。 　　“没有激进的想法，很难在太空生计下去，纵然有些想法现在看来会饱受争议。”Tash说。 　　“当你在显微镜下考察时，精子的外观会泛起种种转变，”Tash说， “你能看到精子头部泛起特征性的转变，那是为卵子受精所准备的。”精子在靠近目的时需要获得速率，头部的细胞也需要合并，从而拥有足以突破卵子的强度。若是它们不这样做，受精是不可能完成的。 　　现在这些样本已经回到了地球，但Tash说，还需要一年的时间来梳理考察效果，并确定太空的精子能否让卵子受精。然而，当Micro-11设计完成，他又立马最先面临下一个宇宙难题：
太空中女性的生育能力。 　　他已经找到了一些忧郁的理由。 Tash研究了在2010年和2011年随NASA航天飞机旅行的雌性小鼠，
发现它们的黄体（卵巢中的夭折腺体，卖力发生性激素和培育新生胚胎）
出了问题。 　　“我们发现，所有在太空飞行了12至15天的雌性小鼠，黄体会完全缺失或仅有少少部门剩余。”Tash说。这意味着
仅仅两周的太空影响就会导致潜在的生殖问题。 　　他设计在2020年将活体雌性小鼠送上国际空间站。这些已经受孕的小鼠将在太空旅行30~37天，这将笼罩它们的生殖周期。由此，研究人员希望弄清楚小鼠在太空中滋生难题的缘故原由。 　　Woodruff设计更进一步，将冷冻的人类卵子和精子送到太空，考察能否乐成受精。 　　Woodruff等人最近发现了“锌火花” ——在受精的那一刻，锌元素的流动使得卵子泛起一道闪光，这可以用作受精，让科学家真正看到人类生命在太空中的第一阶段。
　　卵细胞周围泛起锌的闪光
　　伦理争议 　　Woodruff和Tash将着手于人类生殖细胞。但他们也以为，周全的太空人体试验，包罗有身和临盆，不会在近期泛起。 　　波兰的热舒夫信息手艺与治理大学哲学系助理教授Konrad Szocik以为，只管还需要几十年的生长，我们应该最先为太空滋生的严酷现实做好准备。 在去年揭晓在Futures期刊上的一篇论文中，他从科学之外的层面论述了婴儿定居火星的影响。 　　“我们可能会将火星人口设计当成冷冰冰的义务、目的，”Szocik说，“这样，小我私家就会消融在团体之中。而个体的自由与决议很可能不复存在，性与生殖也是一样，这似乎违反了伦理尺度和道德直觉。” 　　Szocik说，为了在一个低重力、辐射肆虐的天下中滋生康健的后裔，基因编辑、通过基因选择性朋友和组织性的生殖政策都不应被清扫之外。固然，纵然接纳这些预防措施，婴儿仍然可能天生就有残疾，而且火星社会纷歧定有充分条件去照顾他们。 　　Szocik说：“要想在太空中生计，一些激进的想法是可以有的，虽然某些想法现在看起来不那么容易被接受。” 　　无论是否争论不休，殖民于地球之外将会是人类提高的革命性标志。成为行星际物种的门路将充满荆棘，我们应该郑重地挪步，而非鲁莽行事。