太空旅行虽令许多人神往,但无疑也是很危险的 , 甚至是不可预期的——不仅火箭从地球上发射时有其风险 - 即使发射后一切都顺风顺水,由于恶劣的宇宙环境(射线)等,人体有什么改变还不十分清楚。
美国国家航空和航天局(NASA)一项长期研究表明即使短暂停留在太空也有可能改变人的DNA, 这种改变对身体健康有好有坏尚不得而知。
NASA的这项研究使用宇航员斯科特凯利 (Scott Kelly)和他的同卵双胞胎兄弟马克凯利(Mark Kelly)作为试验,看看生活在太空中会如何影响生命最基本的成分。
下图中,右边是斯科特凯利, 左边是马克凯利
斯科特凯利(当然是兄弟俩)刚过了54岁生日。他是一名刚退休的美国宇航员,拥有四次太空飞行的经验。 去年,他在国际空间站上连续工作了11个月(342天) 后退休。 在他登上国际空间站期间,他绕地球飞行了5440次,并进行了三次太空行走。
他的同卵双胞胎哥哥马克凯利(均生于1964年2月21日,先于斯科特6分钟出生)也是一位退休的美国宇航员,工程师和美国海军上尉。马克的太太是是前国会议员Gabrielle Giffords,Gabrielle Giffords于2011年1月8日在亚利桑那州图森市被枪击致脑部出血,但保存了性命,留下一些表达性失语的后遗症。马克还是一位作家,政治活动家和航空航天执行顾问。
凯利兄弟是有史以来唯一的在太空旅行过的亲兄弟—更不用说一对同卵双胞胎兄弟了。2015年,斯科特凯利开始了一项任务,即在国际空间站上连续呆上近一年。他于2016年3月1日在太空342天后返回地球。在执行这段为期长达近一年的任务期间和之后,NASA对凯利兄弟进行了系列研究,以期发现生活在太空中与地球上之间的身体的变化。特别是有同卵双胞胎作为对照,研究会更有价值。他们拥有相同的DNA。这为NASA提供了一个前所未有的机会来研究长期的太空旅行如何影响人体和基因。
这事实证明,空间确实改变了人体,在斯科特回到地球时,NASA发现他的DNA发生了重大变化。
在太空中,斯科特的染色体端粒(telomere)变得更长(端粒是染色体的端帽,有助于保护染色体免受退化, 端粒随着年龄的增长而缩短, 也就是说端粒越长寿命则越长)。NASA解释说。 “虽然这一假说是在2017年提出的,但该团队通过多种分析和基因组学测试验证了这一令人惊叹的变化。此外,另一项新发现是,斯科特返回地球后两天内大部分端粒又缩短了。
返回地球后,短暂的时间里大多数斯科特的基因开始恢复正常,但不是全部恢复。据研究人员称,与他兄弟马克相比,斯科特凯利的基因中约有7%显示出持久的变化。这些变化在他回到稳固状态后的两年内一直保持不变。
这些变化甚至令斯科特他自己都感到惊讶。“有一天,我确实在报纸上读到,我的DNA的7%已经永久改变了,” 凯利在最近的一次采访中说。 “我正在读这篇文章,我喜欢,呃,这太奇怪了。'”
研究人员发现,登陆后,斯科特93%的基因已恢复正常。 然而,7%持续改变的基因可能表明与免疫系统,DNA修复,骨形成网络,缺氧和二氧化碳水平升高相关的基因的长期变化有关, 这些会增加炎症和影响基因表达等。
“双胞胎研究”是引导火星最终长途载人飞行任务的先驱研究。美国国家航空和航天局有一些计划来执行这样的任务。火星任务将持续三年,这显然是任何人离地球最长的时间。人体能适应这样的旅程吗?我们可能不需要等很长时间就会有答案,因为有人预计火星之旅将在2030年左右发生,人类在探索火星过程中面临的生理心理学挑战肯定是巨大的, 当然也是有趣的。