為了殖民火星,人類必須進行一場激進的基因改造

2021-01-09 36kr

編者按:馬斯克有殖民火星的雄心。但是他目前只考慮了如何將人運輸過去的問題,但是人類要想殖民火星需要經過基因編輯才能抵擋輻射,減少對氧氣的依賴,改進記憶以及體味,這樣才能完成火星計劃並適應火星的惡劣環境。可是,如果對人類進行如此激進的改變在倫理上是否說得過去呢?太空殖民「500年計劃」的提出者,遺傳學家Chris Mason認為,人類生存是第一要務,如果連人都不在了,倫理還有什麼討論的意義呢?《連線》雜誌介紹了遺傳學家對殖民火星的具體設想。

1969年5月,阿波羅10號以25000英裡的時速飛行。2個月後,阿波羅11號的乘員開始在月球漫步。從此以後,再也沒人達到過這種速度和高度。NASA現在正在準備一項人類的火星任務,但是哪怕我們的後代能夠擺脫地球的鐐銬,離開地球的也不會是智人,而是另一種經過精心設計的人種。我們人類並不適應火星生活。

對於進化生物學家來說,「適應性」是自然選擇的尺度:一個物種的個體為了生存和繁殖而體現出來的平均傾向。從20到30萬年前的非洲開始,現代人類在解剖學上就開始跟體內的微生物共生體一起進化。並且迅速遍布全球。我們現在已經非常完美地適應了地球,但是太空對我們這個物種是有害的。太空寒冷、空曠,缺乏空氣——這還只是程度最低的不利條件。真正的問題在於無數的壓力源,尤其是輻射物,對於這些,太空衣和宇宙飛船幾乎提供不了什麼保護。

地球的磁場和大氣層為我們遮擋了猶如致命風暴一般從太空穿越過來的電離輻射。而在火星的表面上或者在宇宙飛船之外,如果長期暴露在銀河宇宙輻射高能電離場下或者遇到太陽耀斑的突然爆發的情況下,人體細胞都會被殺死從而導致機能紊亂,或者打破DNA的鏈條,破壞鹼基對。細胞死亡或者機能紊亂會導致心臟病或者認知功能衰退。DNA破壞則更糟:細胞會試圖修復自身的殘骸,但是錯誤修復的累積會導致基因突變,而後者的結果是癌症和遺傳病。

在近地軌道以及範艾倫輻射帶以外的長期太空飛行將超出NASA目前規定的「可接受風險」範疇。除非有一系列不大可能的技術性數段——包括設計一條快捷的路線,在太空船內設置輻射屏蔽層,把住所安置在火星地下,以及實現快速返回等——否則的話我們這個物種是無法適應火星計劃的。在那裡或更遠的地方永久殖民是無法想像的。

但是嚴肅的生物學家,包括某些在NASA工作的人,已經開始提出人類是否可以進行基因修改以適應太空旅行的問題。他們的疑問引出了更加深遠的系列問題:那就是我們在下一階段的人類進化中所擔負的責任和職責是什麼。

他們的提議也是非常具有諷刺性的。我們這個物種的典型特徵是對擴張的狂熱。迄今為止據我們所知這是其他的人族所沒有的;跟我們共同生活了5000年的近親尼安德特人從未離開過歐亞大陸。而對我們來說,探索是一種瘋狂的衝動。想想看有多少獨木舟和小漁船帶著必定會遇到陸地的唯一希望出發直至把海洋中的所有島嶼佔領就知道了!

而火星則是我們的下一個目標。但是我們也許需要運用所有技術來創造出一個後代物種來滿足我們的渴望。

正如哈佛大學遺傳學家及領先的合成生物學家George Church指出那樣:「降低在太空中的風險的一個可能的路徑是對將來的太空人進行生物工程改造。」他已經找到了40個左右可能有利於長期太空飛行的基因(這些基因也有利於留下來的人)。他的清單包括可抗輻射的CTNNBI,形成堅硬骨骼的LRP5,可適應氧氣稀薄環境的ESPA1(藏族人很常見),以及許多可能讓我們變得更加聰明、記憶力更好或者不那麼焦慮的基因。這個清單裡面甚至還包括了ABC11,這種基因可賦予持有者「少產生氣味」,這是一種在密閉環境很受歡迎的特質。(據一位最近在空間站待過的人透露,有正常人類在裡面的宇宙飛船聞起來就像哈裡斯縣監獄。)

Church跟包括抗衰老研究學者David Sinclair在內的其他一些著名的生物學家一道聯合創辦了哈佛醫學院太空基因財團,其目的就是要研究人類在太空環境下的健康並且推動探索。他設想太空人可以用「病毒傳遞的基因療法,或者微生物組或表觀基因組療法」來改造他們的身體。他說:「目前我們已有相當了解的是,在老鼠身上發現了一些抗輻射、骨質疏鬆症、癌症以及衰老的基因。」Church強調,這些基因當中有很多都已經被製藥公司盯上,相關藥物已用於臨床試驗。利用基因療法作為太空人的預防性藥物並不算太過牽強附會。

基因療法可以讓我們更加適應太空,但是如果我們想要在新世界中殖民的話,人類就得繁殖新物種。遺傳學家Chris Mason所在的實驗室參與了NASA的一項研究,內容是觀察一對孿生太空人身體是如何改變的——其中一位在太空待了一年,而另一位則是留在地球上。他因此提出了一項太空殖民的「500年計劃」。計劃的3個主要部分都會擴展我們的基因知識,包括確定哪些基因應該披上「請勿打擾的標誌」,因為其篡改會致命或者令我們喪失能力;對人體內的微生物進行工程改造;以及對基因進行增加刪除修改以便在人群中創造出永久性的可遺傳的改變。

在其計劃的第一階段,Mason將利用一種叫做Dsup的基因來合成人類細胞,這是堅不可摧的緩步類動物所獨有的一種基因,可抑制DNA因輻射而受損。緩步類動物可以在真空環境下生存;也許它們的基因也能讓我們更加適應太空。他的實驗室還創造了一種人工合成的基因p53,這種基因可預防癌症,實驗室希望伺候能將它植入到人類細胞內。大象有很多p53的副本,所以很少死於癌症;給人類基因增加p53的副本也許能保護我們免受太空輻射的影響。Mason的其他研究包括對Deionococcus radiodurans(耐輻射奇球菌,有時候也被成為「柯南細菌」)進行編輯,這是一種能夠在寒冷、脫水、酸性以及高輻射環境下生存的嗜冷生物,因為它可以重寫自己的受損的染色體。Mason希望微生物能夠像植物那樣生活在我們的皮膚上或者內臟裡,或者宇宙飛船的表面上,從而保護我們免受致命宇宙射線的輻射。他說:「微生物是一種可塑性極強的東西。」

一些研究人員提出了一些科幻味道更濃的項目。哥倫比亞大學的Harris Wang 希望誘導人類的腎臟細胞合成9種人體無法生成的胺基酸。人體細胞要想合成所有健康所需的有機化合物大概需要250種新的基因,但如果我們的組織是由那種細胞組成的話,太空人光靠喝糖水就能存活,這種適應性將極大解放火星計劃,使之無需攜帶大量沉重的食物或者提前運輸過去。其他的科學家提議對太空人進行光合作用,或者編輯機組人員的性格,讓他們可以毫無畏懼地開疆拓土,因為那才是他們的終極歸宿。

如果人類希望離開地球,我們就得變得不一樣。但如果我們可以做出如此激進改變的話,我們應不應該去做這件事呢?在政治上,優生學曾經是個醜陋的詞,是種族滅絕的藉口。從更廣泛的意義而言,創造一種對自己的設計毫無發言權的新人類在倫理上是否說得過去呢?為太空人種族辯護的理由是,其實他們並不是原先意義上的優生學的產物:有不受歡迎習慣或者特質的人並不會被強迫少生小孩;沒有人群會被圈養起來施加絕育或者更糟。至於新人自己,沒有人的遺傳是自己選擇的;我們都是我們父母的產物。Mason相信這無關道德,乃勢在必行。他的500年計劃的主要目標是:「在多恆星系統建立一個適合人類居住的環境,以避免因某太陽系發生的災變事件而滅絕。」他解釋說:「無論你的道德優先級是什麼,首先你都得生存下來。」

在阿波羅10號和11號飛行後不久出版的《Mr. Sammler’s Planet(賽姆勒先生的行星)》一書中,Saul Bellow問道:「地球作為人類唯一的家園還能維持多久?究竟還有多久?哦,上帝,當然了!難道現在不正是時候嗎?要麼拋棄這顆藍白綠相間的偉大星球,要麼被它拋棄。」也許現在該考慮一下孩子們離開家的事情了。科學家在告訴我們,我們應該有意識地引導我們的進化,而不是將我們的命運交給時間、運氣和死亡——這些在歷史上都是進化的僕人。當然,離開地球的繼承者跟智人的不同就像我們跟尼安德特人的不同一樣。Mason說:「會有物種形成,問題不是會不會,而是什麼時候。」

原文連結:https://www.wired.com/story/ideas-jason-pontin-genetic-engineering-for-mars/

編譯組出品。編輯:郝鵬程。


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