想上火星?没那么简单,首先能抵抗强辐射

文章作者:bianji3 | 2018-02-10
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       太空辐射是一种包含伽玛射线、高能质子和宇宙射线的特殊混合体。至今,人类的航天员基本上从未经历过完全剂量的太空辐射。即使是长年运转的国际空间站,由于它的轨道也仅仅只在地球上空的400千米处。而我们的地球球体通过低层大气的折射,在宇宙射线到达国际空间站之前已经拦截掉了其中最具危险的三分之一粒子,还有三分之一则被地球磁场给反射掉了。仅仅只有很少部分的宇宙射线打到了人体的身上。所以,太空辐射的实际危险远不是我们实验室里能估计得到的情况。

     所以想上太空去旅行的人们,估计没有那么简单。

“重型猎鹰”(Falcon Heavy)火箭于北京时间2月7日凌晨首飞成功“重型猎鹰”(Falcon Heavy)火箭于北京时间2月7日凌晨首飞成功    

  SpaceX旗下的新型火箭,也是现役运力最强火箭——“重型猎鹰”(Falcon Heavy)火箭于北京时间2月7日凌晨首飞成功,SpaceX首席执行官、硅谷“钢铁侠”马斯克的火星移民大计又近了一步。不过,别高兴太早,想要追随马斯克移民火星,人类或许需要虑通过基因编辑来抵抗强大的太空辐射。

  据美国连线(Wired)杂志当地时间2月3日报道,目前,无论是人的还是动物的抗辐射能力,科学界都知之甚少。目前这种抗性测试主要是来预测癌症患者能够存活的几率,但将来这或许会成为决定谁能进入太空的重要因素。

  地球上生物受到磁场的保护,能免受来自太阳等的宇宙有害辐射。但离开地球,人类脱离了保护就会受到危险粒子(dangerous particles)的轰击,即高强辐射。

  美国哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院的诺曼·克莱曼(Norman Kleiman)称,相对于如何抗辐射,目前科学家其实更了解那些导致对辐射敏感的特定基因或基因组中的遗传缺陷。

  不用担心,连线杂志报道称,基因编辑技术可以帮助人类改造自己,以更好地抵御太空的各种影响因素,不仅限于辐射。当人类冒险进入太空时,还有许多其他新的问题需要应对,也许可以通过基因编辑来克服种种问题。

  基因编辑技术是指能够让人类对目标基因进行“编辑”,实现对特定DNA片段的敲除、加入等。目前,在美国已开始第二例人类基因编辑治疗试验。

  美国威尔康奈尔医学院的教授克里斯托弗·梅森(Christopher Mason)称,“基因编辑可以为长期执行任务的宇航员构建天生的生物防御机制,外加物理、电子、药理学等方式共同保护人类。”

  美国麻省理工学院的丽萨·尼普(Lisa Nip)认为,“在植物和细菌等生物体中进行基因编辑,使它们能够更好地在非原生环境中生存。这肯定也会帮助在太空的人类。” 连线杂志称,这是一个有前途的研究,但是想突破还有很长的路要走。

  “另一方面,在人体进行基因编辑还处于起步阶段”,尼普称,“没有太多的人类试验证明基因编辑具有无可争议的有效性或安全性,更不用说基因编辑在人体试验中的伦理问题。”

  目前,大量的研究人员还正在寻求保护人类免受辐射影响的其他方法。

  尼普解释称,“人体中的黑色素有助于抑制太阳紫外线辐射的影响,但太空中的一些辐射不能简单地通过增加皮肤中的黑色素来解决。因为宇宙射线的能量比紫外线更高。”

  尼普补充道,“理论上说,这些研究可以帮助人类增强抗辐射的能力,但要想让人类具备更强的防辐射的能力,现在的手段还差得很远。”

  另一个需要注意的是人类眼睛的保护。

  眼睛中的晶状体是人体对辐射最敏感的部位之一。暴露于危险水平太空辐射下的宇航员,以及原子弹爆炸、切尔诺贝利事故的幸存者,很容易患上被称为辐射白内障的疾病。但究竟是什么原因所致尚不清楚,目前最好的解释就是由于DNA损伤所致。

       在去年发表的一篇论文中,克莱曼和他在荷兰癌症研究所的同事发现了一种“辐射防护剂”分子,这种分子即使剂量很少,也比以前使用的任何物质都有效。然而,这项研究还处于起步阶段。克莱曼说,在能够正确理解是什么导致有些人更容易受到辐射的影响之前,还需要做更多的工作。

  如果将抗辐射的人类送往火星,他们可能成为有趣的“新人类”,拥有新特性的他们可能会与地球上的人类分开单独进化。

  梅森指出:“第一代火星移民可能就会出现进化,而且在辐射方面他们会受到非常强的影响,所以他们可能会进化出更强抗辐射的能力。由于火星上重力影响更小,所以火星殖民者的骨密度可能会变得更小,他们个头可能会更高,并且会适应火星上的土壤和大气环境。”

     想要飞到火星并不是一件难事,但是想要登录火星人们必须面临更家残酷的环境,如果不能克服,人们就无法探索太空,其中,对人类威胁最大的就是那些宇宙辐射。

  尼普补充称,火星移民可能也会遇到不同的短期适应性反应,就像你进入冰冷的水池几分钟后才会适应一样。然而,这些短期适应是需要几年、几十年,还是几千年,才能传给下一代人,现在还难以猜测。

     宇宙辐射是一个非常严重的问题,即使是厚厚的宇航服也只能抵消一部分,如果能够克服这些辐射,人类的太空探索将前进一大步。

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