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 精子放在太空中會壞掉嗎？ |
2018-08-26 |
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國家地理雜誌
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據研究人員報導，在把冷凍乾燥的小鼠精子送上地球軌道、暴露在嚴峻的太空環境大約九個月後，依然能產生健康的小鼠。
對醫學專家來說，這項結果並不意外；但是，假如未來的人類想要移民到地球以外的地方，需要透過輔助生殖的技術來繁衍太空寶寶，這項結果倒是好消息。在太空中做愛倒不難，就只是單純的古典力學問題而已，而且也許已經有人找到解決的方式了（只是可能不會有人敢承認）。真正的難題是，人類和動物在外太空時，不僅承受到的重力比較小，基因和其他遺傳物質也很容易被高能量的宇宙射線破壞。
太空人史考特．凱利在太空中待了一整年，測試太空旅行對人體的影響。任職於美國喬治華盛頓大學，擅長急救與極端環境醫療的醫生克里斯．雷恩哈特說，生育系統在這樣的環境中，會怎麼將精子與卵子變成新生命，整個過程至今仍是個謎。雷恩哈特說：「我們需要知道這些知識，才能知道在太空中繁衍是否可行，或者是否安全，但事實上我們對此一無所知，幾乎沒有人詳細研究過。」
這份新的研究發表在美國國家科學院院刊，除了認為精子能在太空中存活、保有生育能力外，也替未來的生育科學提出一些見解。堪薩斯大學醫學中心的喬．塔許認為，「這項研究很好，設計相當周到。」但太空人進了深太空之後，遭遇到的輻射線會更強，在解讀這項研究的成果時，必須考慮到這個重要的因素。
地球上所有的生命，都是在地球重力的影響下演化出來的，而且地球的磁場也偏轉了大多數的高能量宇宙射線，保護了地表上的生命。一旦進入太空，到了月球、甚至火星，重力會比在地球上要小得很多，輻射帶來的危險也更嚴重。
截至目前為止，科學家只觀察過少數動物在太空中繁殖的過程，其中包括大鼠、魚、蠑螈和海膽。研究的結果不一：1979年在蘇聯的宇宙1129號衛星上對大鼠進行的實驗，完全沒有產出新生大鼠。海膽的精子也效果不佳，但魚、果蠅和線蟲卻能成功繁殖。
日本山梨大學的發育生物學家若山清香本來想當太空人，但考量這些事情後，他決定研究是否能運用輔助生殖技術，來幫助小鼠在太空中繁殖。他說：「我們發現，只有少數研究探討過哺乳類在太空中的繁殖，而且大多數沒有明確的成果，因為將小鼠或大鼠送上太空太困難了。」
若山清香是豢養動物生殖的專家，他在先前已經證實冷凍乾燥的小鼠精子，可以在地表上生出正常的小鼠。但是，當他的團隊將小鼠精子放入模擬微重力環境的特殊設備時，生出來的小鼠數量比預期的少。他說：「我們非常想要在真正的太空中做實驗。」於是，他的團隊設計了「太空寶寶」實驗，來測試太空旅行對小鼠精子的影響。
團隊研究人員從幾隻小鼠身上抽出精細胞後，將這些細胞冷凍乾燥，於2013年8月送上國際太空站。由於火箭升空前後有好幾天的時間，冷凍乾燥技術有助於維持精子的穩定。到了國際太空站後，這些精子在日本實驗艙的冷凍櫃中，待在攝氏零下95度的溫度中長達288天。在這段大約九個月的期間裡，冷凍儲藏箱外的輻射計記錄下來的輻射值，比地表高了將近100倍。
精子在2014年5月搭著SpaceX火箭回到地表，若山清香的團隊開始進行後續的研究。位於精子頭部的遺傳物質被輻射破壞了，這一點並不讓人意外，因為國際太空站離地表400公里，更容易接收到高能量粒子，若要長期待在太空，必須考量長期暴露在宇宙射線中的影響。塔許說：「研究報告中的輻射值，還遠遠不及踏出范艾倫帶後會遭遇的輻射量。」范艾倫帶是另一層保護地球的輻射帶，國際太空站也位在范艾倫帶裡面，因此受到保護。
精細胞雖然受損，但並沒有很嚴重。若山清香的團隊直接將太空精子注射進小鼠卵子，再將受精卵殖入雌小鼠中，最後產出正常、健康的太空鼠寶寶。研究報告指出，小鼠出生前，研究團隊測量了一些胚胎的基因表現模式，和地表上冷凍乾燥的精子產生的小老鼠沒有顯著差異。研究報告還說，有些太空鼠寶寶發育成熟後彼此交配，產生出來的後代也是正常的。研究團隊認為，這表示精子待在太空後，並沒有產生後續的生育能力問題。
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