为了殖民火星,人类必须进行一场激进的基因改造

阅读  ·  发布日期 2018-08-21  ·  金人网络
人类不适应太空。

编者按:马斯克有殖民火星的雄心。但是他目前只考虑了如何将人运输过去的问题,但是人类要想殖民火星需要经过基因编辑才能抵挡辐射,减少对氧气的依赖,改进记忆以及体味,这样才能完成火星计划并适应火星的恶劣环境。可是,如果对人类进行如此激进的改变在伦理上是否说得过去呢?太空殖民“500年计划”的提出者,遗传学家Chris Mason认为,人类生存是第一要务,如果连人都不在了,伦理还有什么讨论的意义呢?《连线》杂志介绍了遗传学家对殖民火星的具体设想。

为了殖民火星,人类必须进行一场激进的基因改造

1969年5月,阿波罗10号以25000英里的时速飞行。2个月后,阿波罗11号的乘员开始在月球漫步。从此以后,再也没人达到过这种速度和高度。NASA现在正在准备一项人类的火星任务,但是哪怕我们的后代能够摆脱地球的镣铐,离开地球的也不会是智人,而是另一种经过精心设计的人种。我们人类并不适应火星生活。

对于进化生物学家来说,“适应性”是自然选择的尺度:一个物种的个体为了生存和繁殖而体现出来的平均倾向。从20到30万年前的非洲开始,现代人类在解剖学上就开始跟体内的微生物共生体一起进化。并且迅速遍布全球。我们现在已经非常完美地适应了地球,但是太空对我们这个物种是有害的。太空寒冷、空旷,缺乏空气——这还只是程度最低的不利条件。真正的问题在于无数的压力源,尤其是辐射物,对于这些,宇航服和宇宙飞船几乎提供不了什么保护。

地球的磁场和大气层为我们遮挡了犹如致命风暴一般从太空穿越过来的电离辐射。而在火星的表面上或者在宇宙飞船之外,如果长期暴露在银河宇宙辐射高能电离场下或者遇到太阳耀斑的突然爆发的情况下,人体细胞都会被杀死从而导致机能紊乱,或者打破DNA的链条,破坏碱基对。细胞死亡或者机能紊乱会导致心脏病或者认知功能衰退。DNA破坏则更糟:细胞会试图修复自身的残骸,但是错误修复的累积会导致基因突变,而后者的结果是癌症和遗传病。

在近地轨道以及范艾伦辐射带以外的长期太空飞行将超出NASA目前规定的“可接受风险”范畴。除非有一系列不大可能的技术性数段——包括设计一条快捷的路线,在太空船内设置辐射屏蔽层,把住所安置在火星地下,以及实现快速返回等——否则的话我们这个物种是无法适应火星计划的。在那里或更远的地方永久殖民是无法想象的。

但是严肃的生物学家,包括某些在NASA工作的人,已经开始提出人类是否可以进行基因修改以适应太空旅行的问题。他们的疑问引出了更加深远的系列问题:那就是我们在下一阶段的人类进化中所担负的责任和职责是什么。

他们的提议也是非常具有讽刺性的。我们这个物种的典型特征是对扩张的狂热。迄今为止据我们所知这是其他的人族所没有的;跟我们共同生活了5000年的近亲尼安德特人从未离开过欧亚大陆。而对我们来说,探索是一种疯狂的冲动。想想看有多少独木舟和小渔船带着必定会遇到陆地的唯一希望出发直至把海洋中的所有岛屿占领就知道了!

而火星则是我们的下一个目标。但是我们也许需要运用所有技术来创造出一个后代物种来满足我们的渴望。

正如哈佛大学遗传学家及领先的合成生物学家George Church指出那样:“降低在太空中的风险的一个可能的路径是对将来的宇航员进行生物工程改造。”他已经找到了40个左右可能有利于长期太空飞行的基因(这些基因也有利于留下来的人)。他的清单包括可抗辐射的CTNNBI,形成坚硬骨骼的LRP5,可适应氧气稀薄环境的ESPA1(藏族人很常见),以及许多可能让我们变得更加聪明、记忆力更好或者不那么焦虑的基因。这个清单里面甚至还包括了ABC11,这种基因可赋予持有者“少产生气味”,这是一种在密闭环境很受欢迎的特质。(据一位最近在空间站待过的人透露,有正常人类在里面的宇宙飞船闻起来就像哈里斯县监狱。)

Church跟包括抗衰老研究学者David Sinclair在内的其他一些著名的生物学家一道联合创办了哈佛医学院太空基因财团,其目的就是要研究人类在太空环境下的健康并且推动探索。他设想宇航员可以用“病毒传递的基因疗法,或者微生物组或表观基因组疗法”来改造他们的身体。他说:“目前我们已有相当了解的是,在老鼠身上发现了一些抗辐射、骨质疏松症、癌症以及衰老的基因。”Church强调,这些基因当中有很多都已经被制药公司盯上,相关药物已用于临床试验。利用基因疗法作为宇航员的预防性药物并不算太过牵强附会。

基因疗法可以让我们更加适应太空,但是如果我们想要在新世界中殖民的话,人类就得繁殖新物种。遗传学家Chris Mason所在的实验室参与了NASA的一项研究,内容是观察一对孪生宇航员身体是如何改变的——其中一位在太空待了一年,而另一位则是留在地球上。他因此提出了一项太空殖民的“500年计划”。计划的3个主要部分都会扩展我们的基因知识,包括确定哪些基因应该披上“请勿打扰的标志”,因为其篡改会致命或者令我们丧失能力;对人体内的微生物进行工程改造;以及对基因进行增加删除修改以便在人群中创造出永久性的可遗传的改变。

在其计划的第一阶段,Mason将利用一种叫做Dsup的基因来合成人类细胞,这是坚不可摧的缓步类动物所独有的一种基因,可抑制DNA因辐射而受损。缓步类动物可以在真空环境下生存;也许它们的基因也能让我们更加适应太空。他的实验室还创造了一种人工合成的基因p53,这种基因可预防癌症,实验室希望伺候能将它植入到人类细胞内。大象有很多p53的副本,所以很少死于癌症;给人类基因增加p53的副本也许能保护我们免受太空辐射的影响。Mason的其他研究包括对Deionococcus radiodurans(耐辐射奇球菌,有时候也被成为“柯南细菌”)进行编辑,这是一种能够在寒冷、脱水、酸性以及高辐射环境下生存的嗜冷生物,因为它可以重写自己的受损的染色体。Mason希望微生物能够像植物那样生活在我们的皮肤上或者内脏里,或者宇宙飞船的表面上,从而保护我们免受致命宇宙射线的辐射。他说:“微生物是一种可塑性极强的东西。”

一些研究人员提出了一些科幻味道更浓的项目。哥伦比亚大学的Harris Wang 希望诱导人类的肾脏细胞合成9种人体无法生成的氨基酸。人体细胞要想合成所有健康所需的有机化合物大概需要250种新的基因,但如果我们的组织是由那种细胞组成的话,宇航员光靠喝糖水就能存活,这种适应性将极大解放火星计划,使之无需携带大量沉重的食物或者提前运输过去。其他的科学家提议对宇航员进行光合作用,或者编辑机组人员的性格,让他们可以毫无畏惧地开疆拓土,因为那才是他们的终极归宿。

如果人类希望离开地球,我们就得变得不一样。但如果我们可以做出如此激进改变的话,我们应不应该去做这件事呢?在政治上,优生学曾经是个丑陋的词,是种族灭绝的借口。从更广泛的意义而言,创造一种对自己的设计毫无发言权的新人类在伦理上是否说得过去呢?为宇航员种族辩护的理由是,其实他们并不是原先意义上的优生学的产物:有不受欢迎习惯或者特质的人并不会被强迫少生小孩;没有人群会被圈养起来施加绝育或者更糟。至于新人自己,没有人的遗传是自己选择的;我们都是我们父母的产物。Mason相信这无关道德,乃势在必行。他的500年计划的主要目标是:“在多恒星系统建立一个适合人类居住的环境,以避免因某太阳系发生的灾变事件而灭绝。”他解释说:“无论你的道德优先级是什么,首先你都得生存下来。”

在阿波罗10号和11号飞行后不久出版的《Mr. Sammler’s Planet(赛姆勒先生的行星)》一书中,Saul Bellow问道:“地球作为人类唯一的家园还能维持多久?究竟还有多久?哦,上帝,当然了!难道现在不正是时候吗?要么抛弃这颗蓝白绿相间的伟大星球,要么被它抛弃。”也许现在该考虑一下孩子们离开家的事情了。科学家在告诉我们,我们应该有意识地引导我们的进化,而不是将我们的命运交给时间、运气和死亡——这些在历史上都是进化的仆人。当然,离开地球的继承者跟智人的不同就像我们跟尼安德特人的不同一样。Mason说:“会有物种形成,问题不是会不会,而是什么时候。”


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