张伟

我们知道空间站问天舱发射以后，装了几个生命科学相关的实验柜，包括生命生态，包括生物技术。这些实验柜里面可以养植物，可以养动物，可以做细胞的研究。那么为什么我们要在太空做这些研究呢？我们来说一说太空的微重力或者辐射，对生命体有哪些影响。

第一个影响，比如对细胞来说，细胞的形状由于没有受到重力的作用，细胞的形状会发生变化。因为细胞的信号的传导也会发生变化，细胞的基因表达也会发生变化，所以说整个细胞的生长发育遗传都会有系列变化。我们要研究细胞在太空中会呈现什么样的一些变化，包括它变化的机理是什么。

对于植物来说，我们知道地面上的植物都是逆重力生长，有这些特性。但是在太空当中我们的植物就相当于四面八方的长，因此我们的植物还有一些特殊的现象出现。比如说植物会出现吐水现象，它的叶片在不停的往外渗水；另外植物生长的周期也会变长，比如说植物在地面可能生长一个月就成熟了，太空有可能生长45天甚至两个月。

当然在太空中最重要的就是研究动物，因为我们人类要长期在太空生存，到底会受微重力哪些影响，我们首先要拿动物来做实验。

首先比如说我们拿蜘蛛做实验。后来科学家发现蜘蛛在太空还是能够结网的，虽然它刚开始不适应，但适应以后它能够正常结网，结的网还非常粗，非常强壮。然后把蚂蚁送到太空当中的时候，蚂蚁找这个路的方式就会发生变化，因为它蚂蚁的交流是通过触角来交流的，在太空当中它们交流就变得困难。所以合作一块来找它们的路径就变成了一个比较困难的事儿。日本则把一个水族箱送到了太空当中来养鱼，养金枪鱼。金枪鱼通体透明，繁殖也非常快，所以说我们拿它来研究它的骨骼和肌肉这些在太空当中有哪些变化。

当然最重要的是我们要研究模式生物，比如说小鼠。我们知道小鼠和我们人类的基因同源性高达百分之78，同时小鼠也经过了很好的基因测序。小鼠的组织器官，包括细胞的功能和人类都非常相似。所以科学家在太空做了大量的小鼠研究，他们发现了什么？发现小鼠的脾脏在太空中减少了18%~ 28%，消失了一部分。另外小鼠的血小板在愈合的过程中功能下降了。

这意味着什么？意味着如果你在太空当中受伤了，划了一道口子，愈合会变得非常困难，所以对我们有比较大的影响。同时由于血流没有重力作用，血流会更多的提供往脑部，所以颅内压升高，这样会对小鼠的视力产生一些影响。当然最恐怖的是什么？是辐射。我们发现如果对小鼠进行辐射的一个照射6周之后，这小鼠的大脑就发炎了，它的神经通路就发生了比较大的变化，这样小鼠感觉有一点神经错乱了。

所以这个问题非常严重，我们未来，人类要奔向火星的话，在这么长的时间里面，几百天的时间里面要经历长时间的辐射。我们要有对抗这个的措施，否则有可能人到了火星就神经错乱了，就没法完成我们的工作。所以我们要去往火星，就要首先要解决动物所面临的这一系列问题。我们人类如果奔向火星，当然首先我们要解决能把人运过去，首先要克服这些辐射的问题。

另外还有一些问题要克服，比如说重力在火星当中重力减小了，我们也要对抗骨丢失，和肌肉萎缩的问题。同时这个免疫力也有可能会发生下降，因为在长期的微重力飞行当中，人的免疫力会发生下降，所以我们就容易生病了。另一方面包括我们的神经前厅，包括我们的整个的身体的机能都会发生影响。当然，刚才提到的颅内压升高，在微重力条件下的颅内压升高，会对我们的整个大脑，甚至对我们的视力造成一些大的影响。所以这些我们首先要解决这一系列问题。

通过解决生命体在太空当中需要解决的骨丢失，包括辐射，包括肌肉萎缩，包括免疫力下降，包括神经前庭的功能下降，这一系列问题以后。我们能够采取一些对抗措施，比如说通过锻炼，通过吃药来对抗这些问题。这样我们才能够真正的能够成功的到达火星，来完成我们的任务。说句题外话，我想，从长期来说，火星，可能是我们在地球之外最理想的一个移民地。

审核：刘勇 中国科学院国家空间科学中心 研究员

来源: 科普中国-星空计划（创作培育）

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