太空中的性行为，能让人类繁衍后代吗？

鉴于太空中普遍存在的恶劣辐射和低重力环境带来的挑战，在太空中进行复制说起来容易做起来难。为此，以下科学家试图回答人类是否能在太空中完成正常的生殖过程。

从50多年前美国宇航局的双子座计划中，我们了解到太空旅行可能对人类健康有害。科学家注意到，宇航员进入太空不到两周，骨密度下降了约6%，肌肉萎缩。这可能是宇宙射线在太空中无处不在造成的。宇宙射线的危害是巨大的，它不仅会诱发癌症等疾病，还会损害DNA和神经系统。

太空，一个危险的地方，即使训练有素的宇航员也会面临各种各样的危险。胚胎、胎儿和新生儿，这些脆弱的年轻生命呢？首先，我们应该考虑:太空将如何影响我们的生殖系统？答案未知。科学家甚至不知道女性是否能在太空中怀孕。

尽管有生理上的困难，研究人员仍在试图回答这个关键问题:如何在太空中创造健康的婴儿？

老鼠的太空受精危机

太空中的每一步都不容易孕育。

据我们所知，没有人在太空中做过爱。因为几乎没有重力，所以很难抓住你的伴侣，更不用说让功能良好的精子与卵细胞相遇，然后引发怀孕，这需要大量细胞的完美动作。

几十年来，科学家们一直试图破解太空生殖的秘密。在“太空竞赛”之后，鱼、线虫、青蛙和蝾螈被带进太空轨道，以测试地球以外生物的繁殖能力。令人惊讶的是，它们都能繁殖健康的后代。然而，科学家面前仍然有障碍。1979年，在一颗俄罗斯卫星上，雄性和雌性老鼠在为期18.5天的任务中发生了一件令人惊讶的事情:它们要么没有成功受精，要么选择性地拒绝做爱。这种啮齿动物的禁欲行为在地球上几乎闻所未闻。随后，老鼠测试的结果也引起了广泛的关注。

啮齿动物是哺乳动物，它们的解剖、生理和基因与我们的相似。西北大学生殖科学中心主任特蕾莎·伍德拉夫说，老鼠和我们非常相似。我们可以从人类早期怀孕中看到类似的问题。其他研究人员也同意。

“因为只有哺乳动物才有胎盘，只有通过哺乳动物实验，我们才能了解太空环境对胎盘的影响。”日本山梨大学高级生物技术中心主任吉山义彦说。多年来，他一直致力于研究哺乳动物如何在太空中繁殖。由于重力对受精和胎儿生长至关重要，小野喜彦想探索老鼠是否能在微重力(类似于空间站宇航员的环境)下受精。

2009年，罗克珊娜从老鼠身上提取卵子和精子，并将其放入模拟微重力的设备中。他观察到精子会游向卵子，几天后，胚胎在标准重力下从微重力环境移植到小鼠母亲体内。Yoshihihiyama和他的同事发现实验的结果并不是单一的:尽管许多正常发育的幼仔出生了，但大量的胚胎在移植后发育不良。与正常情况相比，小鼠胚胎在微重力条件下更难成功繁殖后代。

为了知道这一场景是否会在高辐射和微重力共存的空间中重现，山下善彦向日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)提出申请，希望在国际空间站上重复上述研究。但这一次，宇航员将从活老鼠中提取精子和卵子，然后将体外受精的胚胎转移回老鼠体内，所有这些都是在微重力条件下进行的。这个计划相当困难，因为老鼠从未在太空成功繁殖。然而，他们的精子做到了。

Yoshihihiko Yoshiyama现在是美国国家航空航天局“太空幼仔”任务的项目负责人。他冷冻干燥小鼠精子，并将其保存在室温下。三组冻干样本于2013年进入国际空间站。和歌山能够研究它们的生存能力和在空间站的时间之间的关系。这将有助于分析宇宙辐射对男性生殖细胞的影响。

国际空间站暴露在强辐射下，这可能会导致精子DNA分解，改变后代的遗传物质。许多研究没有注意到DNA损伤小鼠的健康，但是他的研究已经逐渐给出了答案。

进入国际空间站九个月后，一些精子显示出轻微的DNA损伤迹象，但它们仍能生出健康的幼崽。Yoshihihiyama的团队刚刚分析了存放在国际空间站三年的样本。6年来最后一批太空样本将于今年返回地球。

这些老鼠出生时的精子被冷冻并在太空中停留了288天。

资料来源:和歌山太守/PNAS/2017年6月6日第114卷第23期

如果冷冻技术生效，冈山义彦计划将冷冻小鼠胚胎运送到国际空间站，然后研究问题的下一部分:为什么它们不能在太空中完全发育？

从老鼠到人类

尽管许多相似之处使老鼠成为模拟人类在太空中繁殖的最佳模型之一，但老鼠实验的结论终究不能等同于人类。

堪萨斯大学医学中心的生殖科学家约瑟夫·塔什(Joseph Tash)指出，如果没有功能良好的人类精子和卵子，我们在太空的殖民活动就无法持续很长时间。自1996年以来，他一直与美国宇航局合作。直到几年前，他的研究还集中在太空飞行对老鼠和其他动物的影响。但在2018年4月，塔什走得更远。他将冷冻精子送入太空的方式与中山义彦相似——但这一次他使用了人类精子。

这项名为Micro-11的实验收集了12名健康且精力充沛的男性的精子。在国际空间站的一个实验室里，宇航员解冻了冷冻样本，并将它们与一种混合试剂混合，这种混合试剂的化学信号模拟卵子，从而诱导精子游泳。宇航员用高倍显微镜拍摄精子的运动，试图捕捉精子在太空中是否具有使卵子受精的生理能力。

“如果没有激进的想法，在太空中生存是很困难的，尽管有些想法目前似乎有争议。”塔什说。

“当你在显微镜下观察时，精子的外观会有不同的变化，”塔什说。"你可以看到精子头部的特征性变化，这是为卵子受精做准备的."精子在接近目标时需要获得速度，头部的细胞也需要融合以有足够的力量突破卵子。如果他们不这样做，受精是不可能的。

现在样本已经返回地球，但是塔什说还需要一年的时间来整理结果并确定来自太空的精子是否能使卵子受精。然而，当微型11项目完成后，他立即开始面对下一个宇宙问题:太空女性的生育能力。

他找到了一些担心的理由。塔什研究了2010年和2011年乘坐美国宇航局航天飞机旅行的雌性老鼠，发现它们的黄体有问题，黄体是卵巢中的一个短命腺体，能产生性激素并繁殖新生胚胎。

“我们发现，所有在太空飞行了12到15天的雌性老鼠都完全失踪了，或者只有很少的盈余。”塔什说。这意味着只有两周的空间撞击会导致潜在的生殖问题。

他计划在2020年前将活的雌性老鼠送到国际空间站。这些怀孕的老鼠将在太空旅行30到37天，这将覆盖它们的生殖周期。因此，研究人员希望找出老鼠在太空中难以繁殖的原因。

伍德拉夫计划更进一步，将冷冻人类卵子和精子送入太空，看看它们是否能成功受精。

伍德拉夫等人最近发现了“锌火花”——在受精的瞬间，锌元素的流动使卵子出现一个闪光，这可以用来受精，让科学家们真正看到人类生活在太空的第一阶段。

锌在卵细胞周围闪烁

伦理争议

伍德拉夫和塔什将从人类生殖细胞开始。然而，他们也相信在不久的将来，包括怀孕和分娩在内的全尺寸太空人体测试将不会发生。

波兰格瑟夫信息技术与管理大学的哲学助理教授康拉德·绍切克认为，尽管仍需要几十年的发展，但我们应该开始为太空复制的严酷现实做准备。在去年发表在《未来》杂志上的一篇论文中，他从非科学的角度解释了婴儿在火星定居的影响。

“我们可能会把火星人口计划视为一个冷酷的任务和目标，”绍西克说。“这样，个人就会融入集体。个人的*和决定可能会不复存在，性和生殖也是如此，这似乎违反了道德标准和道德直觉。”

Szocik说，为了在一个低重力和高辐射的世界中繁殖健康的后代，基因编辑、通过基因进行选择性交配和组织繁殖政策不应该被排除在外。当然，即使采取了这些预防措施，婴儿仍可能天生残疾，火星社会可能没有足够的条件来照顾他们。

绍切克说:“为了在太空中生存，一些激进的想法是可能的，尽管有些想法现在不太容易接受。”

不管是否有无休止的争论，地球外的殖民化将是人类进步的革命性标志。成为星际物种的道路将充满荆棘。我们应该谨慎行事，不要鲁莽行事。