地松鼠冬眠8個月,每分鐘心跳1次,人類離休眠去太空又近一步?

2020-12-18 騰訊網

科幻片裡常常會有如下情景:人類躺在太空飛船中的休眠倉裡,眼睛一閉一睜,就已經身處另一個殖民星球上了。誰都知道,要想幻想成現實,休眠技術是關鍵,如何能夠讓人類在暫時停止新陳代謝後清醒過來,冬眠的動物成了研究的對象,尤其是一年冬眠時長可達8個月的北極地松鼠,更是讓人們看到了休眠進行太空旅行的希望。

北極地松鼠外表看起來和普通松鼠差別不大,主要生活在加拿大北部、阿拉斯加、西伯利亞等乾燥寒冷的地區,由於生存環境的特殊性,它們從夏天開始就要大量覓食以為冬季的休眠做準備,同時還要在洞穴中儲存足夠的種子、果實,以備冬眠結束後及時補充體力。

隨著氣溫的下降,北極地松鼠於8月份便開始冬眠,冬眠期間它們的體溫會下降至零下3攝氏度左右,每分鐘心跳僅1次,就連大腦、血液的溫度也會降到零度以下,但是卻不會因此而凍結,到第二年4月底5月初,從冬眠中甦醒的北極地松鼠就會重新活躍起來。

作為世界上冬眠時間最長的動物之一,研究者一直以來都對北極地松鼠的冬眠行為感興趣,首先是它們「不凍結」的原因,其次是它們如何保持身體的新陳代謝。研究者發現,熊冬眠時的體溫大約是4攝氏度,但是北極地松鼠達到了零下3攝氏度,相比之下,後者體溫下降的幅度更大,能量消耗也應該隨之增加,但是它們卻像熊一樣利用「氮循環」完成了身體的適應,這也是它們能夠維持身體新陳代謝的原因。

簡單說就是北極地松鼠利用尿素來維持體力,它們冬眠期間會將尿液中排洩的「廢物」——尿素加以利用,將游離氮再循環為必需胺基酸,進而將其轉化為蛋白質,以此來彌補冬眠時損失的能量。更重要的是,北極地松鼠冬眠時新陳代謝活動受到遏制,原本隨著新陳代謝而被分解的膠原蛋白得到儲備,不僅維持了能量,還避免了嚴重的肌肉退化。

因此,北極地松鼠的冬眠方式,似乎給人類提供了許多可借鑑之處,比如對於長期臥床的人來說,如何保持肌肉不萎縮;又比如對於太空旅行來說 ,如何在冷凍、休眠時不影響人體代謝等等。

其實人們很早就試圖從冬眠動物的身上,找到人類太空旅行的鑰匙和密碼,早在1968年,前蘇聯就將一年中9個月都在冬眠的俄羅斯陸龜送上過太空,兩隻陸龜在完成了7天的太空旅行後,安然無恙地返回地球,除了體重減輕外並無其他變化。

單從物種上說,北極地松鼠比俄羅斯陸龜對於人類更具有參考性,雖然北極地松鼠還沒有像俄羅斯陸龜一樣上過太空,但是隨著科技日新月異的變化,以及人類前往其他星球的步伐加快,如果人類終將以進入休眠的方式完成超長距離的飛行,北極地松鼠很可能成為試驗品,代替人類測試代謝適應。

事實上,除了送冬眠動物上太空以觀察其身體機能的變化外,不少人一直對人類休眠深深著迷,最常見的就是上世紀60年代開始的「人體冷凍技術」。所謂「人體冷凍」,就是利用低溫保存人體,並期望在未來實現復活,據說目前已經有近150人和近80隻動物在死後完成了冷凍,這些被冷凍的人需要單次向人體冷凍機構支付5到12萬美元,便可以被無限期置於液氮中冷凍下去,保存部位的不同導致了價格的差異,主要分為頭部和全身,但是無論保存哪部分身體,那些被冷凍者一方面寄希望於科學技術的發展,通過給死去的身體按下「暫停鍵」而等到再生,另一方面認為冷凍能夠修復身體。然而,迄今為止該技術還是遊走在科學與幻想之間,並沒有實際性的進展和突破。

所以,無論是學習和模仿動物冬眠,還是通過人體冷凍進行太空旅行,離實現都還有些距離。微重力環境對於大腦、心臟、肌肉、骨骼、視力等人體器官的影響還有很多未知,人類如果真的能夠掌握並利用動物冬眠時身體的適應和調節,將不只是開啟新的生活方式,到那時可能才是休眠進行太空旅行並遨遊宇宙之時吧。

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