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在太空受地球百倍辐射9个月后小鼠精子仍顺利“

  日本科学家的研究发现,在太空冷冻干燥保存9个月之久的精子回到地球解冻后,生育能力和普通精子并无很大区别。这或许是“太空时代”的一个利好消息。

  太空移民是人类面对未知命运时的大胆设想。但为了代际延续,人类不得不考虑一个现实问题——太空环境是否满足人类生育条件。在高辐射、微重力环境下,胚胎还能不能正常生成并发育?

  过去,科学家普遍认为,太空中的高辐射会使得生殖细胞的DNA受到损害,影响生育。为了研究这一问题,在现有的技术条件下,来自日本山梨大学的若山照彦(Teruhiko Wakayama)团队进行了实验。

  2013年,该团队将来自12只小鼠的精子进行冷冻并干燥,一部分送至国际空间站,另一部分保存在地球。在国际空间站,宇航员将它们储存在零下95摄氏度的低温下。为了形成对照组,地球上保存的精子也被储存在同样的温度环境下。

  288天后,国际空间站的精子样本被“遣送”回到地球。在国际空间站中,这些精子经受了9个月、超过地球上100倍的辐射量。若山照彦团队发现,如人们之前所料,这些精子的DNA受到了比对照组更多的损害。这些损害很难修复,因而影响受精和发育。

  但之后的实验令他们感到惊讶。尽管精子的DNA受到了一定程度的损伤,但在人工授精形成胚胎后,他们发现,不管在受精率和出生率上,与地球上保存的精子相比,去太空“短居”过9个月的精子的表现都并不落后。

  大约3周后,73只太空小鼠顺利出生,和普通鼠二代相比,没有明显的基因差别。后续的实验表明,二代小鼠在生育第三代时也表现正常。由此,若山照彦团队认为,因超量辐射导致的DNA损害,最终没有对后代表现出影响;在和卵子结合后,精子原本的损害得到了修复。

  这是人类首次在哺乳动物上完成类似实验。当地时间5月23日,这篇论文在线发表于美国《国家科学院学报》期刊。

  在论文的结尾,研究人员写道,如果地球发生灾难,太空保存精子将会为保护生物多样性提供重要工具。他们设想,在极端的保存环境下,生殖细胞在太空中可以保存更长时间。比如,月球表面以下较长、弯曲蜿蜒的通道——熔岩管,低温的同时有厚厚的基岩层用来辐射防护,也许是个合适的“保险箱”。

  动物能不能在太空环境下正常生育?在若山照彦团队之前,就有研究人员对该问题进行过尝试。

  1988年,借用火箭,德国研究人员测试了微重力环境下的公牛精子样本,发现精子在微重力下反而游得更快。但这并不意味着微重力有利于受精。在由睾丸产生精子时,微重力下精子的运动速度反而下降了。

  1994年,日本研究人员将4条成年青鳉鱼带上航天飞机,在太空巡游15天。期间,青鳉鱼进行交配,并在太空顺利孵化出8条小鱼,之后它们的第三代也如常生育。这被认为证明了在脊椎动物鱼类上,微重力环境对生殖细胞的影响不大。

  尽管实验数据令人惊喜,但还有几座现实“大山”需要跨越。暂且不论小鼠和人类之间的差异,仅在时间跨度和辐射量上,现实就比实验要残酷得多。

  在时间跨度上,小鼠的实验只局限于9个月。随着暴露在太空中的时间延长,生殖细胞的DNA因受辐射而损坏的部分会越来越多。这时,和卵子的结合能否足以修复损伤仍是未知数。

  在辐射量上,据BBC报道,美国堪萨斯大学生理学教授Joseph Tash坦言,虽然实验结果鼓舞人心,但值得注意的是,实验在封闭的国际空间站进行。“国际空间站所在轨道受到范艾伦辐射带的保护,避免了大部分高能辐射粒子的撞击。” Joseph Tash表示,太空中实际的辐射量要远比国际空间站高得多。

  据《卫报》报道,接下来,若山照彦团队将会将小鼠的胚胎送到国际空间站,在微重力环境下培育胚胎。

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