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国家地理
研究在火星上如何生孩子
= 科学的挑战+伦理的困惑
快进到几十年或半个世纪之后，人类可能会生活在火星上——在那里建造栖息地，四处游荡，开采地下资源，孕育第一代“火星人”——这些都是可能发生的。
但是，没有人真正知道人类能否在太空中成功孕育新生儿，无论是在太空飞行途中还是在另一个星球上。需要明确的是，在低重力下进行性行为是一个简单的物理问题。但是，许多未知因素仍围绕着太空环境如何影响一个新人类从受精到断奶等一系列生物事件的实际顺序而展开。
这并不是说我们没有试着解决问题。老鼠、火蜥蜴、青蛙、鱼和植物一直是研究太空飞行如何影响生殖的实验对象。然而，简单地说，到目前为止的研究结果是复杂而不确定的。
贝勒大学专攻太空医学的内科医生Kris Lehnhardt表示：“所有那些希望我们成为多星球文明国家的科技巨头们，没有人能够对此问题给出答案。每个人都专注于硬件，所以硬件很棒，但最终还是由软绵绵的肉袋把一切搞砸了。如果大家都忽视人类的生理系统，那么在未来的计划和设计中只会导致失败。”
重力因素
在地球上，进化过程是在一个以地球最基本的力量——引力为特征的环境中进行和改变的。在太空中，重力基本上是不存在的；而在火星上，重力大约是地球引力的38%。到目前为止，甚至还没有人能弄清楚重力环境是如何影响哺乳动物的繁殖。
Photograph by NASA Goddard
哈勃太空望远镜拍摄到的火星表面照片。
此外，太空中的辐射比地面上的辐射强，潜在的危害也更大，因为地球的磁场有助于保护地球免受高能宇宙粒子的伤害。如今，高辐射剂量已经成为成年太空旅行者的一个严重问题，所以太空机构正在仔细追踪宇航员暴露在辐射中的情况。辐射会对胎儿造成怎样的影响将是一个真正需要担忧的问题。
到目前为止，重力和辐射对生殖的影响是科学家们试图解决的主要问题。由于对研究人类医疗风险的伦理疑虑，科学家们花了几十年时间将各种其它动物和相关组织发射到太空。
苏联在二十世纪70年代末做的早期实验包括用“宇宙1129号”卫星把几只老鼠送入轨道。当它们返回时，有证据表明这些老鼠在太空中交配过，但却没有一只雌性产下后代。这对于研究啮齿类动物来说可能并不奇怪，因为啮齿类动物对环境扰动非常敏感。
随后，美国国家航空航天局科学家April Ronca将怀孕的老鼠送入轨道，观察太空飞行如何影响它们的孕后期。在地球上，分娩过程是正常的，但其它研究表明，暴露在微重力下的老鼠幼仔发育出了异常的前庭系统（与感知运动方向有关的内耳机制）。
太空飞行似乎也会减少老鼠的精子数量，同时增加异常精子。不过，Ronca表示：现有数据表明，怀孕、分娩和哺乳动物早期发育的许多方面都可以在重力条件改变的情况下进行。
虽然如此，在老鼠身上发现的情况依旧复杂。研究表明，这种啮齿类动物对重力的变化有不同的反应。哥伦比亚号航天飞机将小鼠胚胎送入太空，最终胚胎未能进一步发育。后来，在模拟微重力环境下进行的研究表明(使用一种名为clinostat的旋转机械实现)，尽管体外受精可以正常进行，但转移到雌性小鼠身上的、在微重力条件下培养的胚胎未能植入，并以正常速度发育。
Photograph by Joel Sartore, National Geographic
最近，日本的一项研究发现，冷冻干燥的老鼠精子在太空中度过9个月后可以产生胚胎。其他研究表明，在太空环境中，蟋蟀、线虫和果蝇能够成功繁殖。日本的青鳉（一种鱼）在哥伦比亚号航天飞机上成功交配并繁殖后代。
与此同时，在俄罗斯和平号空间站受精的蝾螈卵产生的胚胎也发育成了幼虫，尽管与正常幼虫有一些区别。海胆的实验也同样表明，在太空中受精是可能发生的，但是微重力极大地影响了精子的运动。例如，米尔号上孵卵箱里的鹌鹑卵发育是不正常的。
综上所述，这些实验以及很多其它实验并没有准确地构建出一幅太空飞行如何影响繁殖的一系列图谱。
贝勒大学专攻太空医学的内科医生Kris Lehnhardt说：“如果把繁殖的过程拆分成不同的部分，我们从来没有一个专门的科学项目来研究这些部分是如何受到空间环境的影响的。知道‘太空繁殖’会发生是一回事，知道‘太空繁殖’可以安全完成，并取得良好结果是另一回事。”
但总体而言，这对哺乳动物来说并不好，在哺乳动物中，胚胎的成功发育是从母亲和胎儿之间复杂的交换开始的。
休斯顿生育诊所的James Nodler针对重力和胚胎发育之间的联系表示道：几乎每一项研究都表明，在太空中，要么是事情根本做不了，要么是做的不好，这都需要我们更进一步的开展研究。
老鼠和人类
为了解决人类在火星长期居住所带来的一些担忧，美国国家航空航天局兰利研究中心的一个主要研究小组设计了一项实验，让科学家研究局部重力对哺乳动物繁殖的长期影响。
科学家们在报告中写道：在对这种开创性努力进行重大投资之前，需要研究局部重力环境下哺乳动物多代繁殖的挑战。人类可能在与地球不同的重力环境中遇到繁殖挑战，因为重力可能破坏哺乳动物的生命周期过程，并以可遗传的方式积极塑造基因组。
按照设想，这项实验将把一个老鼠群体放入月球轨道，封闭在一个旋转的栖息地内，借助600台摄像机和遥控动物护理系统，可以几乎完全自主地观察和操作。
这项名为“MICEHAB”的实验旨在研究太空飞行和局部重力对至少三代老鼠的影响，科学家们将追踪老鼠的出生率和整体健康状况。大约每年一次，这个自主鼠群将与地球和月亮之间的人类居住地会合，随后宇航员会从实验中提取样本，并进行必要的维护。该实验目标运行时间为10年。
国家地理火爆剧集《火星时代》中的场景。
科学家们表示：局部重力作用下的哺乳动物繁殖研究应该在本世纪20年代末之前进行，以便为未来人类火星任务的设计决策提供依据。如果在局部重力下繁殖的挑战太大而无法克服，永久的火星表面定居点就是不可行的。
但到目前为止，还没有迹象表明MICEHAB会在短时间内发射。即使真的发射了，一些科学家担心它不会真正回答我们渴望了解的问题。
研究辅助生殖技术的生殖内分泌学家Nodler说：“人类生殖能力甚至与其它灵长类动物的生殖也存在显著差异，迄今为止研究的所有生物体都不是有效的替代物。如果你看一下早期的试管受精研究，你会发现忽略了许多小鼠和灵长类动物的研究——它们都是不同的。从某种程度上说，我们必须进行人体研究，才能了解真实情况，这一点怎么强调都不为过。”
伦理道德&胚胎
但Nodler也认为，决定进行哪种实验取决于目标、我们是否在“正常”繁殖的框架之外思考，以及是否有可能依靠辅助技术来培养一代“火星人”。
“如果我们将一个男人和一个女人送到火星上，他们发生性行为后，能成功生出孩子吗?或者我们想说，我们能不能把一大堆胚胎冷冻在地球上，再送到火星上解冻?”
执行第一个实验在技术上是足够简单的，尽管陷入了潜在的伦理障碍。虽然研究太空环境对人类胚胎的影响更加困难，但在今天，除了一堆更大的道德和伦理障碍之外，这项研究还是可行的。例如，科学家可以将人类的精子和卵子送到国际空间站，并尝试进行体外受精，看看是否可行，然后将产生的胚胎数量与地球上的对照组进行比较。还可以把已经受精的胚胎送到国际空间站，观察太空环境如何影响发育、DNA损伤和修复。
Photograph courtesy NASA
Nodler说：“这可以用已经没有机会正常发育的胚胎来实现，这样做会消除一些伦理上的挑战，但真正的测试将是观察太空飞行对存活胚胎的影响。”
“将胚胎在国际空间站上冻结六个月或一年，然后把它们带回地球，尝试生命的孕育。我们有成千上万个，经过病人同意可以用作科研的废弃胚胎。问题是我们需要找一个人同意在她身上做科学研究。”
Illustration by Robert Murray / Mars Society
一家人在火星表面玩耍。
贝勒大学专攻太空医学的内科医生Kris Lehnhardt也赞成在没有真正研究人类的情况下，研究人类在太空中的繁殖是很棘手的，这就意味着，要想尽快解决科学上的挑战，首先要解决伦理上的困惑。他表示：“道德和伦理挑战不会消失。所以，我们在未来从事这类工作时，将不得不直面这些问题。”
轻视伦理，人们或许能获得“太空繁殖”的进展，但如此一来的还是“人”吗？这或许是需要首先解决的问题！
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