霍金早前預言人類在地球的生活不會超過一千年,核武威脅、氣候問題等令末日之鐘離子夜僅餘 2 分半鐘,人類撤出地球似乎是可見的未來。但人類要在太空生存,尚有最重要的一環:繁殖後代。日本山梨大學科學家與日本宇宙航空研究開發機構合作,幾年前開始以老鼠精子實驗太空繁殖的可能性,日前發表報告,指出人類的確可在太空繁殖健康後代。
人類一旦搬上太空,不論是美國太空總署認可宜居的火星,還是宜居系外行星 Proxima b,都需要解決物種繁殖問題。目前為止已有非哺乳類動物及植物的胚胎、精子和卵子被送上太空觀察研究。太空繁殖的困難重重,包括克服微重力問題,難以避免的太空輻射影響等等,而後者更是太空總署及科學家最關心的議題。是次日本山梨大學若山照彥教授的研究,就以老鼠精子實驗太空輻射對男性繁殖的影響,並在「美國國家科學院院刊」發表研究論文。
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是次研究首要任務是確保地球精子以最佳狀態上太空,研究員以冷凍乾燥保存技術保存精子,使其接近無重而且可以室溫存放,適合以火箭運載。該批老鼠精子在國際太空站停留了 288 日後返回地球,以未曾離開太空的老鼠精子進行實驗比較。研究員先分析太空旅行對精子 DNA 完整性的影響,因精子 DNA 斷裂可造成不育。不出所料,太空精子的 DNA 斷裂數比地球精子要高。不過經人工體外受精孕育成功並健康存活的胚胎卻與地球精子相若,出生率為 10% 共 73 個胚胎出生,而地球精子出生率為 11%。而且這些太空後代同樣能成長為健康及具繁殖能力的成年鼠。在實驗最後一個環節,研究員比較這些太空成年鼠與一般地球成年鼠的腦部基因,發現兩者大致並無不同,最終定論這批太空精子具有與地球精子同等的繁殖能力,而且至今已繁殖至第 4 代,不論基因、壽命乃至外形均無異樣。
實驗為未來人類太空繁殖帶來曙光。不過報告指出一個不確定因素,那就是卵子的修補能力。儘管從繁殖結果看來,精子能承受短途太空旅程,與此前有關太空人生殖能力研究的結果不謀而合,但也有可能是受損精子的 DNA 獲正常卵子修補,填補本來可能造成的胚胎缺憾。因此,可能要同時使用均曾經歷太空旅程的精子及卵子才能見真章。
在太空失去地球大氣層的保護下,以國際太空站為例,所受的輻射是地球的 100 倍,因此確保胚胎 DNA 能在受損後自然修復並幫助抵禦日後強度更高的輻射十分重要,否則可能增加患癌機率。不過也有科學家相信,人體曝露於微量輻射,不單無害,更有助修復受損 DNA。事實上,早年有研究反映,微量輻射(實驗中為每天 10 至 13 西弗),無損老鼠後代,更有助建立對高水平輻射的抵抗力。
無論如何,是次研究結果初步證明了人類在太空繁殖基本可能性。負責研究的若山照彥表示:「我們的研究結果反映,使用保存於太空的精子繁殖人類以至家禽都是可能的,這對即將來臨的太空時代非常有用。」他自信未來的精子冷凍乾燥保存技術發展將日益精純,結合經改良的繁殖技術,可在太空時代維持人類與動物的基因多樣性。