說到去年經驗豐富的太空人史考特凱利打破了美國紀錄大多數時間都在太空中度過 - 美國宇航局確實很幸運,因為他碰巧有一個同卵雙胞胎兄弟,他的基因完全相同。
這意味著航太局有絕佳的機會來弄清楚長時間的微重力會對人體產生怎樣的影響,現在第一個結果來自NASA 雙胞胎研究越來越明顯的是,在某些情況下,其效果與科學家的預期完全相反。
幾十年來,研究人員一直在努力弄清楚長期暴露在外太空條件下對人類有何影響。
一方面,樣本量非常小 -只有10人任何時候都可以居住在國際太空站上,而我們在過去 50 年才將人類送入太空。
然後是對照組問題——每個人都是不同的,所以如果一個特定的人在太空中經歷生物或基因變化,我們無法知道如果他們的情況不同,他們是否會在地球上經歷同樣的事情。
這就是為什麼馬克凱利如此重要——作為斯科特的同卵雙胞胎兄弟,他擁有完全相同的基因,這讓科學家有機會比較他在地球上的身體變化與斯科特身體在特定時間內在太空中的變化。
這就是 NASA 里程碑式的前提雙胞胎研究,這項研究正在 12 所大學進行 10 項單獨調查,研究斯科特和馬克凱利生物學的各個方面。
為了讓您了解兄弟的歷史,史考特凱利在太空度過了 340 天2015年至2016年,一生總共在太空度過了520天。
馬克凱利也是一名太空人,他花了太空54天2001 年至 2011 年間跨越多個特派團。
結果現在才剛出來,雖然研究人員距離得出任何結論還有很長的路要走,但我們看到的是兄弟之間的顯著差異,而且不一定是你想像的那樣。
「幾乎每個人都報告說我們看到了差異,」該團隊的成員之一、紐約市威爾康奈爾醫學院的遺傳學家克里斯托弗·梅森 (Christopher Mason) 說,告訴自然。
“這些數據是如此新鮮,其中一些數據仍在測序儀中得出。”
根據先前的動物研究表明令人擔憂的肝損傷跡象在太空飛行的小鼠中,以及腦損傷這可能會導致從記憶喪失、焦慮到全面癡呆的任何症狀,很容易認為斯科特凱利的任何改變都會比馬克在舒適的地球保護性大氣中所經歷的要糟糕得多。
我們不要忘記太空人本身發生的事情,包括眼睛問題,骨密度下降,和類似的不適「世界上最嚴重的宿醉」。
但迄今為止,雙胞胎研究最引人注目的結果之一是,在太空的一年裡,史考特的端粒- 染色體末端的 DNA 保護結構 - 實際上在他的白血球中比他兄弟的更長。
“這與我們的想法完全相反”團隊成員之一說道蘇珊貝利 (Susan Bailey),科羅拉多州立大學放射生物學家。
第二個實驗室證實了端粒長度的這種意外增加。
這太瘋狂了,因為端粒長度被認為是最重要的跡象之一健康長壽。
細胞每次分裂時,其端粒都會變短,直到細胞無法再複製。 無法再複製的細胞會死亡或衰老,這意味著它無法再正常生長或發揮作用。
這種端粒縮短過程與罹患癌症和過早死亡的風險較高因此,科學家認為端粒越長,您就越有可能避免老化帶來的最具破壞性的影響。
為什麼太空中的生命,及其所有的已證實有害的宇宙輻射,人類尚未進化到能夠應對的重力水平,並且奇怪的和有限的飲食選擇是否會帶來更長端粒的明顯好處?
目前還不清楚,但是一個早期的假設與馬克在地球上相比,斯科特在太空中鍛煉得更多,吃的瘦肉食物也更多,這些好處不僅抵消了太空的破壞性影響,而且還超越了太空的破壞性影響。
雖然斯科特似乎從太空中獲得了明顯的健康益處,這似乎是個好消息,但更引人注目的事實可能是它如此出乎意料。
如果我們考慮的話,任何人最不想要的就是為期六個月的火星之旅當談到太空人和潛在殖民者的健康和福祉時,這可能只是冰山一角。
美國宇航局雙胞胎研究的其他初步結果已經揭示腸道細菌發生顯著變化兄弟之間,以及基因表現的變化- 例如,空間似乎改變了我們的細胞處理基本遺傳訊息的方式。
「這種變化一直發生在地球人身上,與環境變化有關,例如飲食和睡眠習慣的變化,」亞歷珊卓維茲 (Alexandra Witze) 報道自然。
「但斯科特的變化似乎比正常情況要大——可能是因為吃凍乾食品和在太空漂浮時試圖睡覺的壓力。
初步結果已通報1月26日在德州,在一次科學家會議上NASA 人體研究計劃。
預計至少在進行分析並確認結果的幾個月內,不會出現詳細介紹研究結果的同行評審論文,因此我們將不得不等待,看看研究人員會發現什麼。
但如果這一切繼續下去,我們應該期待很多驚喜,因為看起來當談到太空時,我們甚至只觸及了那裡可能發生的事情的表面。
沒有什麼比未知更令人不安的了。