人类移居火星前，为什么要先向动物学习冬眠

集结了地球上最尖端的科学技术，甚至关系着人类的集体未来；动物冬眠，神秘可爱，是自然界顽强生命力的展现，更是物种为了适应地球，历经数百万年发展出的生存策略。移居火星与动物冬眠，看似八竿子打不着，却因同一愿景产生交集。没错，让人类可以像动物那样冬眠，已经成为太空探索中一个重要的研究领域。

很多动物都能够冬眠，涵盖了昆虫、两栖动物、哺乳动物等物种

图源：Wikipedia

这背后主要有几大原因。首先，是出于对技术和成本的考量。

毋庸置疑，去开辟火星的宇航员，也需要在旅途中吃喝，而这是一批相当庞大的物资。我们不妨计算一下：一名宇航员每周大概消耗30千克的食物和水，往返火星耗时16个月左右，也就是说每名宇航员需要带上1.9吨饮食补给。

更大的荷重意味着更高的成本，也对技术提出了更严苛的要求。

如果可以冬眠，宇航员就能像动物那样不吃不喝，还不会影响生命状态。有研究估算，宇航员冬眠能够减少75%的食物消耗，进而降低飞船荷载需求，使飞船本身的尺寸缩减三分之一，这无疑会节省下相当大的开支。

宇航员在太空中吃的食物 图源：Wikipedia

其次，飞往火星的旅途漫长且无聊。试想一下，在狭小的空间一次性待上半年多，从舷窗往外望去，我们熟悉的地球也变成了一个小光点，很难不抑郁。

如果能一进飞船就“睡着”，一睁眼火星就快到了，想必能免去不少心理压力。

在火星看地球，地球只是一个小亮点

图源：美国喷气动力试验室

最后也是最重要的，冬眠可能会起到保护宇航员身体的作用。

要知道，太空中的危险因素并不少，比如宇宙射线。微重力状态也会让人体的骨骼和肌肉，因为不再需要抵抗重力而“退化”——回到地球后，重力重新压到宇航员身上，很容易发生骨折，肌肉萎缩也可能使他们难以完成诸如蹲起等日常动作。

为避免肌肉萎缩和骨质疏松

国际空间站设有特殊的阻力装置，帮助宇航员锻炼

图源：tech briefs

相比之下，冬眠的动物让研究人员眼前一亮。在冬眠期间，动物的体温、心率、呼吸都会显著降低，新陈代谢的减慢使得能量消耗变少，这也是为什么动物可以不吃不喝“睡”上好几个月的原因。

更让人惊讶的是，即使冬眠时间长达半年，黑熊在春天复苏时只会丢失一点点的肌肉量。冬眠中的松鼠甚至会对辐射产生抵抗力。科研人员认为冬眠期间松鼠体内细胞复制的速度变慢，因此阻碍了癌细胞的扩散。

冬眠中的北极地松鼠体温可以降至零下2摄氏度

心跳低至每分钟1次，冬眠结束后

它们的体温可以在几小时内回升到37摄氏度

图源：the independent

那么，冬眠好处这么多，人类真能学会这项技能吗？

实际上，医学界已经实现了一些突破。在治疗心脏骤停、脑损伤患者，以及难产婴儿时，医生会采用一种“亚低温疗法”。

在这种疗法中，医生会通过向静脉注射冷盐水，将患者的体温降至32~34摄氏度。体温降低导致患者新陈代谢速度减慢，细胞及器官就可以凭借比正常情况下少得多的氧气运作。这样一来，就算患者的血流量明显下降，医生也能获得更多抢救时间。

由于亚低温疗法需要注射，因此不适合在医院之外的场景使用

图源：how stuff works

亚低温疗法引发的类麻痹状态，启发了宇宙探索领域的研究人员。

SpaceWorks是一家美国的航空航天工程公司，已经获得了美国国家航空航天局NASA的投资。他们计划使用鼻导管向宇航员体内输送冷氮气，以期将体温降至32度左右，并让新陈代谢活动减半。

宇航员一旦进入“冬眠”状态，机械手臂会定期移动他们的四肢，用电流刺激他们的肌肉以保持身体机能。

电影《2001：太空漫游》中飞船上的“冬眠舱”

除了借鉴亚低温疗法，一些学者还试图直接从冬眠动物身上找到解决方案。

凯莉·德鲁（Kelly Drew）是阿拉斯加大学费尔班克斯分校的教授，研究冬眠生物学超过30年。她发现用药物激活北极地松鼠的A1腺苷受体时，后者会立即进入冬眠状态。

由此，凯莉研发了一种组合药物，这种药物在理想状态下，可以激活人体内的A1腺苷受体，但不会让心脏进入“冬眠”状态，也就是停止跳动。

目前，凯莉的药物已经成功使猪的体温降至30~32摄氏度，预计最早在2026年可以开始进行人体实验。

凯莉·德鲁博士 图源：网络

如今，多个国家都在积极推进火星探索计划，并希望早日实现载人任务。你追我赶背后，如何成功向动物学习冬眠，可能会成为取胜的关键。

而且我们还可以开个脑洞：如果人类真能学会冬眠，那么也许可以通过降低新陈代谢，延长自己的寿命；一些科幻电影中，冬眠还被用来当作治疗心理疾病的方法——眼睛一闭，所有烦恼统统消失。

图源：Williams magazine\Jasu Hu

倘若人类冬眠成为现实，你会选择主动“睡”去吗？

参考资料：

【1】https://www.wired.com/story/mars-hiberators-guide-to-the-galaxy/

【2】https://www.bbc.com/future/article/20230509-will-we-everhibernate-in-space

【3】https://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronauts/space-medicine/bones.asp

【4】https://www.shkp.org.cn/articles/2020/03/if105726.html

【5】https://www.bbc.com/future/article/20140505-secrets-behind-the-big-sleep

【6】https://www.shkp.org.cn/articles/2020/03/if105726.html

转载自：把科学带回家