作者：韩培 中国科学院空间应用工程与技术中心

还记得那句雄心勃勃的“人类的征途是星辰大海”么，人类对于征服茫茫宇宙的雄心和探索未知世界的好奇心从未停止，甚至，权威科学家也已经预言过地球将来资源耗尽，人类将不得不移民到其他宜居星球。

那么，蝴蝶如何飞得过沧海呢？人类数百年寿命的血肉之躯如何跨越以光年为单位的距离呢？当然，人类可以想办法延长寿命，比如像攻壳特工队里面一样将各种高科技芯片植入体内，“人类机器化”；也可以开发先进的人体休眠技术，实现几十年甚至百年的人体休眠。但是最重要的方式还是“薪火相传”，人类靠繁殖下一代将人类文明的火种继续下去，就像流浪地球里面的带着胚胎逃跑的那个计划，孩子就是未来。所以，现在的人类不得不面对的问题就是，如何在地球之外，繁殖下一代。茫茫宇宙可不是旅游胜地，辐射、微重力环境会对人体造成很多损伤。当人类飞出地球磁场的保护，暴露在没有大气层保护的宇宙辐射中，将极大增加患癌症风险，损害中枢神经系统，改变认知功能，并可能导致行为效率明显降低。而微重力环境的生理适应问题是航天任务中面临的最大生理学挑战，不同重力环境均会导致心血管系统、骨骼肌肉系统、血液系统、免疫系统、神经系统发生一系列变化。在这种状况下，人类的生殖系统会受到影响吗？辅助生殖能够成功吗？几十年来，科学家一直致力于破解在太空中生殖的奥秘。他们主要研究微重力下生物能否正常受精，以及受精后的胚胎能否发育成正常的幼体。让我们来看一看，关于太空繁殖，人类已经走了有多远。

无脊椎动物和脊椎动物里的两栖类和鱼类

国际空间站实验蟋蟀获得了成功的空间受精，回到地面后胚胎可以孵化胚胎。

持续4d的前苏联东方号飞船Vostok飞行中黑腹果蝇经历了正常交配。

哥伦比亚号航天飞机的空间实验室IML-1飞行实验中也观察到了线虫在空间成功交配并繁殖了两代。

1998年，在航天飞机STS-89和STS-90飞行中观察到热带淡水蜗牛也能正常交配且着陆后的胚胎经历了发育的每个过程。

经过空间飞行处理的雄性寄生黄蜂交配能力被严重破坏。

非洲爪蟾在飞行中能正常产卵，卵的受精率较高。将受精卵分成两组，一组在微重力条件下孵化，一组在空间1g的离心机中孵化，都能孵化出蝌蚪。

哥伦比亚号航天飞机的空间实验室IML-2（STS-65,1995）中首次实时拍下了脊椎动物在空间的正常交配行为。在飞行过程中，日本青鳉鱼成功交配并孵化出小鱼，返回地面后小鱼又成功产下健康后代。

鳉鱼、蝾螈的胚胎发育不受微重力影响。

脊椎动物中除了哺乳动物外，鸟类是最高级的，根据NASA的报告，将鸡和鹌鹑的早期胚胎带到空间是不能正常发育的，鸡胚先在地面孵化2d和9d后再带到空间，死亡率提高。目前只有很少的鹌鹑胚胎能从微重力下存活，说明重力在鸟类早期胚胎形成中是必须的。

    哺乳类动物

只有少数研究关于哺乳动物在太空中的繁殖，而且大多数研究都没有明确的结果，因为将哺乳动物带入太空很困难且哺乳动物发育的复杂性导致实验无法得出一致性结论。但是最近几年也取得了突破性进展。

经过空间飞行的雄性小鼠在返回地面后5d与正常地面上的雌性小鼠交配，产生的后代生长延缓且出现很多异常现象，如脑积水、肾脏移位、膀胱变大等。飞行结束之后，经过2.5-3个月再交配就能产生正常可生存的后代。

在俄罗斯的cosmos-1514生物卫星上，科学家们研究了怀孕期G13-G18的雌性小白鼠体内胎儿的骨骼发育情况，结果发现每个部位都有发育滞后。

1979年在俄罗斯的宇宙1129号卫星上进行的实验中，大鼠根本没有办法生产幼崽。

STS-131，-133和-135发现飞行12d-15d的雌性小鼠雌激素受体水平降低、黄体数量较少、卵母细胞不健康。

对哺乳动物早期胚胎在太空发育的研究有：1996年，美国哥伦比亚航天飞机将49枚小鼠2细胞胚胎送上太空，结果无一发育；此后国外再无进行此类实验。2006年，我国实践八号育种卫星留轨舱，开展了小鼠4细胞期胚胎太空发育实验，首次获取了太空中的小鼠胚胎图片，但遗憾的是它们在太空未能完成发育。2016年实践十号任务我国科学家在世界上第一次证明了哺乳动物早期胚胎在太空微重力条件下，完全可以发育到囊胚阶段。

2013年日本科学家开始研究辅助生殖技术能否最终被用来制造太空中的小老鼠。之前已经表明冷冻干燥的小鼠精子可以在地球上产生正常的小鼠幼崽。冷冻干燥有助于精子在火箭进入地球轨道的几天内保持稳定。2016年，日本研究人员发现冰冻干燥的老鼠精子在历经288天的国际空间站之旅，并暴露在微重力和极端辐射之后，将空间精子直接注射到小鼠卵中，然后将受精卵植入雌性小鼠体内。结果生出了正常健康的太空幼仔，当一些幼崽已经成熟并且相互交配时，它们也产生了正常的婴儿。此前，没有人知道哺乳动物的精子是否能保存在太空中，此次发现证明这是可能实现的。

尽管诸多相似之处让小鼠成为模拟人类在太空中繁殖的最佳模型之一，但小鼠试验的结论终究不能等同于人类。2019年巴塞罗那Dexeus女性健康研究中心和加泰罗尼亚理工大学的研究人员发现，冷冻人类精子能够在太空失重环境下维持其生存能力，从而可以被用来在地球之外实现人类繁殖。

纵观上面的研究发现，人类从迈入太空就开始探索太空繁殖的问题，而且已经一步一步探索出了初步的思路。太空繁殖这个话题，听起来多少属于科幻小说的范畴，属于想象的世界，但是事实上并不。马斯克已经提出了雄心勃勃的火星移民计划。回想起过去科技革命带来的诸多技术奇迹，技术发展会快到超出普通人的想象速度指数级爆发，在宇宙中诞生婴儿，甚至制造婴儿、定制婴儿也许只需几十年的光阴便可以实现。无论如何，人类从仰望星空并发出感慨的那一刻起，就已经踏上了一条与地球上其他生物生存发展不同的道路，那就是——想要离开地球。这条路会艰难，并且有趣。