如果人类要在太空中飞得更远,例如,一次载人火星任务需要长达两三年的时间,就需要知道长期的太空生活 会对人体造成什么影响。为此,美国宇航局(NASA)以一对同卵双胞胎宇航员作为研究对象。
在这对同卵双胞胎宇航员中,弟弟斯科特·凯利(Scott Kelly)在太空中生活了将近一年的时间;而哥哥马克·凯利(Mark Kelly)则在地面上生活,他在此前曾经在太空中累计生活了将近两个月的时间。由于同卵双胞胎的基因几乎完全相同,并且他们在太空中的时间相差很大,所以这是相当好的研究对象。
在斯科特返回地球后,科学家对两位宇航员的身体做了一系列的检查。结果表明,长期在太空中生活的斯科特的DNA确实发生了变化。虽然不是根本性的改变,但他们的基因表达确实有所不同,相差了大约7%。
在太空中,虽然有太空舱的防护,但辐射水平仍然远高于地面。因此,如果长时间生活在高辐射的太空中,基因难免会受到一些影响,并且有可能是不可逆的改变。
不过,NASA科学家认为,这种基因表达的变化是正常的。当生存环境发生变化时,为了适应环境,基因表达会做出相应的变化。例如,对于长期生活在平原的人来说,如果他们去高原生活一段时间,为了应对缺氧环境,他们的基因表达会发生一定变化,使得血液中的红细胞数量增加。如果他们又回到平原,基因表达又会发生相应变化。
除了基因之外,染色体端粒的长度也发生了变化,长期的太空生活让斯科特的端粒变长了一些。此前的研究表明,人体衰老可能与端粒变化有关,端粒的长度会随着人体衰老而变短。高辐射环境也会损坏端粒,使其变短,但事实却与之相反,原因仍然未知。
另外,长期的太空生活还会对人体免疫系统造成影响。在太空中,人体免疫系统变得不那么有效,对入侵病菌无法产生即时响应。这可能与肠道细菌发生明显变化有关,因为肠道菌群有助于调节免疫系统。
总之,在星辰大海的征途上,我们需要弄清楚太空环境会对人体造成什么影响,并研究出相应的解决方法。