外星移民，我们还缺什么

邓唯珂

大约半年前，英国《卫报》发表了著名理论物理学家霍金对未来的看法：“对于我来说，最值得担忧的问题是，现在比人类历史上其他任何时候都要危险。我们面临糟糕的环境挑战—气候变化、食品危机、人口过剩、物种灭绝、流行病、海洋酸化等。所有这些都在提醒我们，我们正处于人类发展史上最危险的时刻。我们发展的技术摧毁了自己的家园，但目前还没有发展出逃离地球的能力。也许在百年后，我们可以在其他星球上建立起人类殖民地，但现在我们还只能在地球上生活，因此我们必须要团结一致保护它。”

霍金表示，逃离地球是人类唯一的希望，人类呆在地球上的日子已屈指可数。霍金还曾经警告称，因为战争和流行病的威胁，我们的地球正在变成一个危险之地。“我相信，地球上的生命因一场灾难而灭绝的风险正与日俱增，比如一场突如其来的核战争、一种基因工程病毒或其他危险。我认为，如果不能进入太空，人类将没有未来。”

自从美国的“阿波罗登月计划”结束后，人类已经有50多年未离开地球踏上另一个星球的土地，像是一个任性的小孩蜷缩在自己的摇篮里不愿出来。有人说，这是因为人类的科技水平还不够，以目前的航天技术进行宇宙航行劳民伤财，不如用这笔钱把我们的摇篮建设得更加舒适一些。

确实，以现在的航空科技水平要进行星际水平的大规模航行就连当今的超级大国美国也无法完成，目前的空间技术也无法保证人类能在微重力的情况下长期生存。

如果当下的人类想逃离地球，走出我们的摇篮，重现人类作为世界领袖的荣光，就必须回顾我们的过去，从历史中寻找未来的答案。也许，我们回首过去才会发现，人类在地理大发现和大航海时代的荣光，不是靠着以举国之力发展航海技术来实现的。

回溯大航海时代的开启

当我们回望过去，让大航海时代的画卷徐徐展开，一切就变得明朗起来—这个时代的开启并不是因为造船技术的突破。早在哥伦布带领三艘百十来吨的帆船出海之前，能进行远洋的船已经发明出很久了，而意图扩展海外贸易的市场需求也不是从哥伦布的时代才开始出现的。人类过去一直尝试着向远洋进发，可是有一个梦魇始终无法摆脱。每当人们开始远洋，开始长时间在海上生活，船员们就会出现牙齿逐渐脱落、皮肤出现血点、脸色苍白、身体无力等症状，最终整船船员相继死去。后来人们将这种导致船员死亡的疾病称为败血症。继哥伦布之后，另一个伟大的航海家麦哲伦率领船队环绕了地球一周。他们的遭遇十分悲惨，麦哲伦的船队中有三分之二的人因為坏血病而死亡。

这种情况直到18世纪才出现转机，英国人林特发现柳橙汁能够治疗和预防坏血病，从而使得英国船员在进行远洋航行的时候再也不会因为坏血病而大规模减员，殖民全世界的目标才得以实现。

今天，我们已经知道，坏血病是因为食物中长时间缺乏维生素C而导致的。可是为什么人类不吃新鲜蔬菜会生病，而狮子、狼等食肉动物一辈子不吃新鲜蔬菜却没有什么问题？既然维生素C对人类的生存这么重要，为什么人类没有进化出食肉动物那样的合成维生素C的能力呢？事实上，曾经每种需要维生素C的动物都拥有自身合成维生素C的能力，但是在我们的灵长类祖先开始吃树叶和水果之后，每天都可以通过食物得到自身生长发育所需的维生素C，而且获得量是需要量的几百倍，所以再保持自身合成维生素C的能力就成为了一种对资源的浪费，于是在生物演化的过程中，人类的祖先就逐渐丧失了这个对自身有益的能力。

其实，人类丧失了合成维生素C的能力本质上是由自然选择的局限性导致的，这个局限性就是自然本身。自然选择无法预见未来，在陆地上生存并受到陆地环境选择的人类注定了无法适应远洋生存。

生物科技能否改变太空生存困境

我们今天所遇到的困境也是一样的，人类是地球自然环境选择后的产物，其注定是无法适应在太空中生存的。限制我们宇宙殖民的门槛不在于将人送上太空的技术的缺失，而是让人在太空中生存的技术的缺失。用现有的技术在太空中或者外星模拟地球的自然环境来适应人类生存耗资太过巨大，所以宇宙殖民科技的发展方向应该是，通过对现有科技的运用让人类变得“不一样”，未来的人类将获得在地球以外生存的能力。

今天我们面对的宇宙移民问题比几百年前的远洋航行问题更复杂，所幸的是今天我们拥有的科技力量也是古人不可想象的。那么，有哪些最新技术可以帮助我们解决宇宙移民中的难题呢？

也许大家曾留意过一个现象，每次宇航员在返回地球后都是由其他人抬出航天器的。根据数据显示，尽管宇航员在太空中经常进行有氧运动和训练，但是人类的心脏和较细的血管在微重力环境下还是难以将氧气输送到肌肉中。由于缺乏重力，人体会自行判断已经不再需要肌肉，身体为了节约宝贵的能量会将全身的肌肉慢慢分解。

虽然返回后的训练使宇航员能如正常人生活，但还是会出现宇航员身体素质下降的问题。他们的身体指标只能恢复到之前的97%左右，长时间生活在微重力环境中，他们的肺部功能也发生了变化。

那么以现在的科技发展水平，我们能设计哪些解决方案来克服太空生存的困境呢？

1.沉默既有的部分基因

通过分解不必要的肌肉来节省能量确实是一个帮助人类在野外生存的好策略，因为在那种条件下每一焦耳能量都显得生死攸关，所以人类渐渐进化出了一种“节俭基因”。在现代社会中，这种“节俭基因”却造成了人类普遍面临的健康问题—能量过剩导致的肥胖，还有在宇宙中生存的难题—肌肉流失。决定生物体肌肉生成的最主要决定因素是生物体的基因。人类的近亲大猩猩，平时只吃水果和树叶，既不喝蛋白粉，又不办健身卡就能拥有一身傲人的肌肉，这就是因为它们与人类基因不同。

然而，基因真的没法改变吗？现在的基因编辑技术已经使我们能够精确地操纵一段基因，使得正常肌肉含量很少的动物增加肌肉量，从而变得强健。

2017年，有一位美国的生物黑客就通过自己手上的基因编辑工具在自家车库中给自己进行“肌肉基因强化”改造，但随后因为可能的风险和有效性的问题受到主流科学家的诟病。但我们相信，在不久的将来，更安全可靠的基因编辑技术可以在人类身上应用，从而帮助到城市中久坐不动的上班族和微重力下的宇航员。

2.增加既有基因的表达

上文已经提到，在太空中人类的心脏和较细的血管在微重力环境下难以将氧气输送到肌肉中，如何增强人类的心血管能力就成为了重中之重。

最近，在一项对于心肌梗死研究的过程中，科学家成功识别了基因CDK1/CCNB和CDK4/CCND的组合，该组合可以以极高效率促使人类诱导多能干细胞源性心肌细胞的分裂增殖，增值比率高达20%。

研究员高兴地发现，向4个月的小鼠心肌梗死后的心肌里注射腺病毒编码的这4个基因组合，会诱导超过15%的心肌细胞增殖。同时，这4个基因组合还能提高小鼠的心肌功能。科学家是如何实现小鼠心肌细胞增殖的呢？科学家找到了一个帮手—病毒。病毒通常会将自己体内有害的基因注射到病人细胞中毒害细胞，但是在这个实验中科学家通过改造病毒，让病毒把有益于人类的基因注射到心脏中，实现了心肌细胞增殖。

3.向人类身体引入其他拥有“超能力”生物的基因

即使在我们的母星地球上，自然也会经常露出它残酷的一面。地球上有一些人迹罕至的角落，那里就像是外星一样存在强辐射、缺氧、严寒等极端环境，可是在那些环境下依然存在着欣欣向荣的生命，如果我们能够向大自然学习如何在这些环境中生存下来，并将学习成果应用到宇航员身上，也许我们就能抛弃沉重又昂贵的太空服在太空、外星自由自在地生存。

宇宙中充满了致命的宇宙射线，由于没有大气层的保护，辐射能够直接作用于人体的DNA，引起DNA损伤。这种损伤通过突变可能修改遗传密码，改变DNA功能，并传给下一代，因此宇航员必须躲在厚重又狹小的空间中，出舱也要穿上厚重的宇航服。但是并非每一种地球生物都是不耐辐射的。地球上有些地方也存在类似的强烈辐射，而在这种环境中也生存着生命竞赛中的“顽强”物种，水熊虫便是其中的佼佼者。

2011年，在“奋进”号航天飞机的收官任务中，水熊虫被带上了国际空间站，在飞船外的微重力、强辐射的环境下水熊虫依然活了下来。

火星是太阳系中与地球环境最相似的星球，若我们移民火星，那么将会面临怎样的生活景象呢？火星大气中的二氧化碳含量大约为95%，人类如果移民火星，每一次户外活动都要准备充足的氧气。动物生存需要充足的氧气，一般的哺乳动物在血液供氧停止的情况下，60秒后大脑就会遭到不可逆的损伤。但是，哺乳动物中的生存高手裸鼹鼠却在缺氧情况下有惊人的表现。生活在地下并群居的裸鼹鼠经常会遭遇氧气不足的状况，可是它们能够在没有氧气的情况下新陈代谢并产生出果糖（而不是更常见的葡萄糖），并借此存活长达18分钟，而且不会留下任何不良后果。裸鼹鼠还有一个令人类羡慕的生理特点，它们几乎永远都不会患癌症。有研究显示，裸鼹鼠在成年后终身不会衰老，只会因为意外死亡。在自然环境中裸鼹鼠的平均寿命是17年，在实验室的环境中可以活到30岁，是一般小鼠寿命的10倍。

也有人大胆设想过突破太阳系，进行恒星际移民。不过，基于现在的航天技术，我们如果要前往离太阳系最近的恒星—比邻星，恐怕要1000年才能到达，这对于寿命极限只有100多岁而且终生会不断衰老的人类来说，这几乎是不可能完成的任务。可是如果人类拥有了裸鼹鼠的能力—没有寿命极限且不会衰老，那么以我们目前的星际飞行速度进行恒星际旅行，会不会有一天被提上日程呢？

虽然我们目前还并不清楚是哪些基因使得这些生物具有了“超能力”，但这些奇妙的生物已经引起了科学家的关注。随着基因测序技术变得越来越廉价、快速和精准，相信在不远的将来我们就可以搞清楚这些基因的真面目了，也许还会将它们通过安全的手段引入人类身体，从而帮助人类进行星际移民。

第二次大航海时代的前夜

如科幻作家刘慈欣在演讲《一个地球和一万个地球》中所说的：“现在，人类正处在第二次大航海时代的前夜。我们现在甚至比哥伦布要有利得多，因为哥伦布看不见他要找的新大陆，他在大西洋上航行了几天之后还没有见到陆地，这个时候他的内心肯定是充满了犹豫彷徨，而我们要探测的新世界抬头就能看到。”

我们正身处在一个人类有史以来最伟大的时代，也许未来也不会再出现这样的时代。身为物理学家的霍金推测，人类需要上百年的时间才能建立外星殖民地，但现代基因工程技术的突飞猛进让人类多了一个视角—征服宇宙最简单的方法不是提高火箭的运载能力，而是先征服人类自己。

就像当初那些贫困、走投无路的欧洲人在面对辽阔而未知的大海的时候，使他们安心去开拓新世界的不是船只的吨位而是自己口袋里的橘子。大自然的橘子今天就摆在人类的面前，我们所需要的仅仅是一点敢于改变的勇气。