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NASA的“双胞胎对比实验”(长期的太空飞行会不会对遗传造成影响)

佚名 2024-05-18 13:13:09

NASA的“双胞胎对比实验”

2016年09月23日讯 美国航空航天局把一对双胞胎中的一个送入太空,一个留在地球,然后进行“太空——地球”对比实验。

从今年3月起,如果退休宇航员马克·凯利(Mark Kelly)想跟他的同卵双胞胎弟弟交谈,就必须与千里之外的国际空间站(ISS)通话了。因为他的弟弟、51岁的宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly),参与了为期一年的研究太空旅行对人体健康影响的项目,会前往空间站居住。凯利兄弟的DNA完全相同,这是极其难得的机会,科学家可以观察在零重力环境下基因表达的改变,并与地面上的情况相比对。科学家还将对比这对双胞胎大脑中的液体流动、体内微生物群落的组成,以及染色体末端的“保护帽”--端粒--的衰减速率,了解细胞老化程度。

目前已有200多位宇航员在国际空间站上工作过,凯利兄弟也曾多次前往国际空间站执行任务。自从2000年11月第一批宇航员抵达该站,研究人员就开始监测长期航天飞行对宇航员生理情况的影响。迈克尔·巴勒特(Michael Barratt)曾于2009年在太空呆了199天,他说,“感觉就像被倒悬在空中”。他还补充说:“因为在来空间站之前,我们已经历了异常艰苦的模拟训练,所以能胜任真实太空环境下的每项工作,特别是在最初几周,即使自己感觉不佳,还是能完成既定任务。”关于在太空呆上几天会对身体造成怎样的影响,NASA的科学家已经掌握了大量资料,并会密切监控这对双胞胎的各种症状。

双胞胎简介

双胞胎,指胎生动物一次怀胎生下两个个体的情况。双胞胎一般可分为同卵双胞胎和异卵双胞胎两类。同卵双胞胎指两个胎儿由一个受精卵发育而成,异卵双胞胎是由不同的受精卵发育而成的。在人类社会,全世界双胞胎平均出生率为1∶89。(即平均每89个孕妇妊娠,会有一个孕妇生出双胞胎。)

长期的太空飞行会不会对遗传造成影响

“长期的太空飞行不会对遗传造成影响,听起来不错,但我有点怀疑。”——NASA宇航员斯科特·凯利NASA的双胞胎对比实验

NASA的双胞胎对比实验
3月28日,NASA的宇航员斯科特·凯利将前往国际空间站执行一项长达一年的任务。与此同时,一项前所未有的研究也开始了——了解人类在太空飞行时的生物变化。
研究人员将收集大量关于斯科特·凯利的基因、分子、生理学数据和其他数据,并将这些数据与他在地球上的同卵双胞胎兄弟、已经退役的宇航员马克·凯利对比。两兄弟在这些数据上的差异,将揭示人体是如何应对极端环境的。

NASA将双胞胎的一个送上太空,一个留在地面,二者出现了这些差距

随着人类越来越多地进入太空,已经人类太空进程的不断发展,早晚会有越来越多的人可以到太空中去转转。

太空和地球上的其他地方并不一样,那里是一个完全不一样的世界。因此,进入这种神秘的领域,我们必须知道它对于人类究竟有什么影响。

科学家们对每一个航天员进行了身体检查和跟踪,来看他们是否受到了太空新环境的影响。尽管如此,科学家们还是不满意。因为不论航天员出现了什么变化,我们都无法真正确定这种变化就来自于太空的影响。

学理科的朋友都知道,做实验的时候,最重要的就是有一个对比实验,也就是空白实验。意思就是:为了探究某种条件对某个目标的影响,在对这个目标施加这个条件的同时,还需要与这个目标尽量相同的另一个目标不受这个条件影响,才能看出二者的区别。

因此,对于探究航天员受到太空影响的方法,最好是找一个和他一模一样的人在地球上。当然,世界上并没有完全一样的人,好在还有一些人,几乎100%的相似,那就是同卵双胞胎。

从基因上来说,同卵双胞胎是一样的。因此,如果安排双胞胎中的一个人上太空,另一个人留在地球上,就可以看出太空对一个人的影响。

为此,NASA选择了Scott Kelly兄弟做了相关的实验。2015年,Scoot被送上了国际空间站,展开了长达近一年的太空任务。与此同时,他的兄弟Mark则留在了地球上,作为对比对象。

2016年,Scott回到了地面上。半年后,科学家对二者进行了生理学研究。

在10支研究团队的研究成果里,最引人注意的就是关于Scott的染色体端粒的研究。端粒是染色体末端的结构,像帽子一样套在染色体上,研究表明,它的长短直接影响到了人类的剩余寿命。从出生开始,我们的端粒就开始 不断变短,也就是寿命在一点点走向尽头。而Scott的端粒则出现了不一样的情况,它在太空中变长了,而在回到地球上之后恢复了正常。或许,太空中对于人类长寿有所裨益。

同时,太空生活让Scott的基因表达更加活跃,其中有10%在回到地球以后依然还保持着太空中的状态。

在认知能力方面。Scott在太空中并没有受到影响。然而,当他回到地球上之后,他的认知度和准确度出现了下滑的迹象。科学家认为,这或许和他为了重新适应地球生活以及新增的繁重工作有着密切的关系。

除此之外,科学家还做了其他研究,比如太空中接种疫苗的结果、辐射对Scott的影响以及Scott的肠道菌群等等。

总体来说,科学家们暂时没有发现什么致命性的影响,而且由于他们是在Scott回到地球后6个月进行的研究,可能随着时间的变化,Scott会慢慢恢复正常。

在人类完全了解太空对自身影响之前,一切太空任务都要谨慎再谨慎,科学的发展不能以人类的无意义牺牲为代价,这也是美国放弃重新登月的原因之一。

总之,人类想要进军宇宙,就要搞清楚太空究竟会如何影响我们。如果太空对于人类有益,或许我们未来反而要生存在太空也说不定呢!

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