來源：學(xué)術(shù)經(jīng)緯

　　“不要溫和地走進(jìn)那個(gè)良夜”——狄蘭·托馬斯

　　昨天，首張黑洞照片的問世，讓居于太陽系第三顆行星上的人類將目光聚焦浩瀚太空。今日，最新一期《科學(xué)》雜志的封面研究，則為人類飛往群星閃耀之處，帶來了生物學(xué)層面的最新洞見。通過比對兩名雙胞胎宇航員分別來自地球和太空的生理數(shù)據(jù)，我們第一次知道，長期生活在宇宙中，會給人體帶來怎樣的變化和影響。

一個(gè)在太空，一個(gè)在地球

　　我們的征途是星辰大海。誕生于地球的人類，從未甘愿在數(shù)十億年后隨太陽系的衰退而滅絕。在我們心中，早就把未來的家園，投向那無人的深空。

　　隨著太空旅行技術(shù)的發(fā)展，月球之外，火星成為了人類近年期望登陸的又一顆天體。樂觀者估計(jì)，到 2035 年，我們將啟動火星登陸計(jì)劃。然而，遙遠(yuǎn)的距離讓這場征途注定不會輕松。迄今為止，只有 559 名人類曾離開母星，前往太空。其中，在太空生活超過 300 天以上的人類只有 8 位，屈指可數(shù)。關(guān)于星際長途飛行給人類帶來的影響，我們還知之甚少。

▲馬克·凱利（左）與斯考特·凱利（右）兄弟（圖片來源：NASA/RobertMarkowitz）

　　美國同卵雙胞胎宇航員馬克·凱利（MarkKelly）與斯考特·凱利（ScottKelly）成為了人類獲取新知的突破口。這對兄弟在 2015 年接受了一項(xiàng)特殊的科研任務(wù)——斯考特將前往太空，在國際空間站上工作一年。與此同時(shí)，馬克將駐留地球，作為對照。

　　主導(dǎo)這項(xiàng)研究的科學(xué)家們想要知道，在太空生活一年，究竟會給人體帶來怎樣的影響。

　　20 頁《科學(xué)》論文

　　我們知道，太空生活理應(yīng)會給宇航員帶來諸多變化：失重環(huán)境與地球上的生活截然不同、狹窄封閉的空間容易給宇航員帶來壓力、太空中的電離輻射也將穿透飛船的金屬外殼，潛在影響人體。但具體的研究和數(shù)據(jù)其實(shí)還相當(dāng)不足。

▲狹小的居住環(huán)境也會給宇航員帶來壓力（圖片來源：NASA）

　　為了深入理解這些變化，NASA 的人類研究項(xiàng)目組匯集了 12 所大學(xué)的 80 多名科學(xué)家，設(shè)計(jì)了 10 大研究專題，涵蓋了生化水平、認(rèn)知能力、表觀遺傳學(xué)、基因表達(dá)、免疫系統(tǒng)、代謝能力、微生物組、蛋白質(zhì)組、生理學(xué)、以及端粒長度等多個(gè)維度。除了在兩位雙胞胎宇航員之間作比較，研究人員們還在斯考特前往太空的前后收集了大量樣本和數(shù)據(jù)，與在太空期間的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，進(jìn)行整合分析。

　　斯考特在 2016 年 3 月回到了地球，大規(guī)模的分析也就此展開。3 年后的今天，這些分析結(jié)果發(fā)表在了頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上，長達(dá) 20 頁。從中，我們發(fā)現(xiàn)了一些不可思議的變化。

　　并不溫和的良夜

　　研究論文指出，長期生活在太空環(huán)境下，在分子、生理、以及行為上都給宇航員帶來了不少改變。根據(jù)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，這些變化又可以被分為三檔。

　　第一檔被歸為“低風(fēng)險(xiǎn)”，其中主要的變化來自腸道菌群。在人體內(nèi)，超過 90% 的腸道菌群來自厚壁菌（Firmicutes）和擬桿菌（Bacteroidetes）。通過比對，研究人員們發(fā)現(xiàn)斯考特的腸道菌群中，這兩類細(xì)菌的比例出現(xiàn)了明顯的變化——厚壁菌變得更多，而擬桿菌數(shù)量則有所降低。當(dāng)他回到地球后，兩者之間的比例才逐漸恢復(fù)正常。

　　對此，研究人員們并沒有一個(gè)很好的解釋：畢竟失重環(huán)境、宇航員特殊食物、電離輻射、生物鐘紊亂等種種原因，都有可能導(dǎo)致這一現(xiàn)象。此外，研究人員們也無從判斷，這種腸道菌群比例的變化，究竟對人體是有益還是有害。

▲本研究的設(shè)計(jì)（圖片來源：參考資料[1]）

　　研究人員們將心血管的變化歸為“中等風(fēng)險(xiǎn)”。由于失重現(xiàn)象，宇航員體內(nèi)的體液分布與在地球上有很大的不同，這會影響到血管的生理。具體來說，斯考特的頸動脈出現(xiàn)擴(kuò)張，而頸動脈壁的最內(nèi)兩層出現(xiàn)增厚，這可能與潛在的心腦血管疾病相關(guān)。頸動脈外，他的視網(wǎng)膜脈管系統(tǒng)也出現(xiàn)了一定的異常變化，可能會干擾到他的視力。

　　對基因組的顯著影響

　　在這項(xiàng)研究里，太空生活對基因組的顯著影響無疑最為人所關(guān)注，相應(yīng)的變化也被列為了“高風(fēng)險(xiǎn)”。首先，研究人員們觀察到，斯考特一些細(xì)胞里的染色體出現(xiàn)了異常變化——他體內(nèi)的一些染色體片段發(fā)生了倒置，這可能是高能宇宙粒子穿過細(xì)胞所造成的破壞。研究人員們評估，要造成這樣的損傷，大約等同于在地球上接受長達(dá) 50 年的背景輻射。而在太空，短短 1 年的生活就會造成這樣的后果。

▲斯考特染色體中出現(xiàn)了倒置和易位等變異（圖片來源：參考資料[1]）

　　另外，研究人員們還發(fā)現(xiàn)，斯考特的端粒長度也發(fā)生了明顯的變化。在太空期間，他的端粒出現(xiàn)了明顯的延長。一般來說，端粒的長度與壽命有著關(guān)聯(lián)。這雖然可能會延長他的壽命，但同時(shí)也會增加癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。要知道，許多細(xì)胞癌變的第一步，就是延長端粒，讓細(xì)胞永生。

　　而當(dāng)斯考特回到地球后，端粒延長的效果很快就消失了。在地球上，人們發(fā)現(xiàn)他的端粒出現(xiàn)了“加速縮短”的現(xiàn)象。相比上太空之前，斯考特的端粒在回到地球后，縮短得實(shí)在太多。研究人員稱，這將他置于“加速衰老”的風(fēng)險(xiǎn)之中。

▲斯考特的太空生活給他的生理帶來了明顯變化（圖片來源：NASA）

　　這些變化也影響到了斯考特體內(nèi)的基因表達(dá)狀況。嚴(yán)格意義上說，基因表達(dá)會受環(huán)境和生活方式的影響，因此“發(fā)生變化”本身并不應(yīng)該那么令人驚訝。但研究人員們還是被斯考特基因表達(dá)變化的數(shù)量之多所震驚了。分析表明，這些變化很多來自線粒體的基因，這可能反映了能量代謝上所出現(xiàn)的變化。此外，免疫系統(tǒng)中的一些基因表達(dá)也出現(xiàn)了變化，但總體而言，斯考特的免疫系統(tǒng)一切正常。同樣，回到地球之后，大約 90% 的變化逐漸消失，回歸正常。

　　星際公民

　　正如許多研究人員們所指出的那樣，這些研究的結(jié)論看似并不明確：我們知道有人上了太空，我們知道他的生理狀況發(fā)生了變化。但很多時(shí)候，我們不知道這些變化究竟是好是壞。此外，宇航員回到重力環(huán)境后會出現(xiàn)大量應(yīng)激反應(yīng)，地面上的后續(xù)媒體采訪和其他科研任務(wù)也同樣并不輕松，這可能會影響到斯考特的生理狀況，從而給研究結(jié)論帶來一些干擾。

　　但需要指出的是，這是人類第一次如此詳盡對長期太空生活造成的影響做深入分析和評估，同卵雙胞胎的身份更讓這項(xiàng)研究的意義非凡。群星閃耀的彼岸，我們終究將成為星際公民。“這項(xiàng)研究對于人類而言，邁出的遠(yuǎn)不止一小步”，《科學(xué)》雜志專文評述的最后這樣說道。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的一个在太空，一个在地球，双胞胎宇航员生理比对的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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