太空旅行如何繁殖后代：让太空小鼠告诉你精子放在太空中会坏掉吗？

产出这些新生小老鼠的精子，在国际太空站上待了大约九个月。

如果实验结果没错的话，我们就有可能更清楚人类在离开地球后，要如何繁衍后代了。

据研究人员报导，在把冷冻干燥的小鼠精子送上地球轨道、暴露在严峻的太空环境大约九个月后，依然能产生健康的小鼠。

对医学专家来说，这项结果并不意外；但是，假如未来的人类想要移民到地球以外的地方，需要透过辅助生殖的技术来繁衍太空宝宝，这项结果倒是好消息。

在太空中做爱倒不难，就只是单纯的古典力学问题而已，而且也许已经有人找到解决的方式了（只是可能不会有人敢承认）。真正的难题是，人类和动物在外太空时，不仅承受到的重力比较小，基因和其他遗传物质也很容易被高能量的宇宙射线破坏。

任职于美国乔治华盛顿大学，擅长急救与极端环境医疗的医生克里斯．雷恩哈特（Kris Lehnhardt）说，生育系统在这样的环境中，会怎么将精子与卵子变成新生命，整个过程至今仍是个谜。

雷恩哈特说：「我们需要知道这些知识，才能知道在太空中繁衍是否可行，或者是否安全，但事实上我们对此一无所知，几乎没有人详细研究过。」

这份新的研究发表在美国国家科学院院刊（PNAS），除了认为精子能在太空中存活、保有生育能力外，也替未来的生育科学提出一些见解。

堪萨斯大学医学中心的乔．塔许（Joe Tash）认为，「这项研究很好，设计相当周到。」但太空人进了深太空之后，遭遇到的辐射线会更强，在解读这项研究的成果时，必须考虑到这个重要的因素。

太空宝宝

地球上所有的生命，都是在地球重力的影响下演化出来的，而且地球的磁场也偏转了大多数的高能量宇宙射线，保护了地表上的生命。一旦进入太空，到了月球、甚至火星，重力会比在地球上要小得很多，辐射带来的危险也更严重。

截至目前为止，科学家只观察过少数动物在太空中繁殖的过程，其中包括大鼠、鱼、蝾螈和海胆。研究的结果不一：1979年在苏联的宇宙1129号卫星（Cosmos 1129，亦称Bion 5）上对大鼠进行的实验，完全没有产出新生大鼠。海胆的精子也效果不佳，但鱼、果蝇和线虫却能成功繁殖。

日本山梨大学的发育生物学家若山清香（Teruhiko Wakayama）本来想当太空人，但考量这些事情后，他决定研究是否能运用辅助生殖技术，来帮助小鼠在太空中繁殖。

他说：「我们发现，只有少数研究探讨过哺乳类在太空中的繁殖，而且大多数没有明确的成果，因为将小鼠或大鼠送上太空太困难了。」

若山清香是豢养动物生殖的专家，他在先前已经证实冷冻干燥的小鼠精子，可以在地表上生出正常的小鼠。但是，当他的团队将小鼠精子放入模拟微重力环境的特殊设备时，生出来的小鼠数量比预期的少。

他说：「我们非常想要在真正的太空中做实验。」于是，他的团队设计了「太空宝宝」（Space Pup）实验，来测试太空旅行对小鼠精子的影响。

团队研究人员从几只小鼠身上抽出精细胞后，将这些细胞冷冻干燥，于2013年8月送上国际太空站。由于火箭升空前后有好几天的时间，冷冻干燥技术有助于维持精子的稳定。

到了国际太空站后，这些精子在日本实验舱的冷冻柜中，待在摄氏零下95度的温度中长达288天。在这段大约九个月的期间里，冷冻储藏箱外的辐射计记录下来的辐射值，比地表高了将近100倍。

精子在2014年5月搭着SpaceX火箭回到地表，若山清香的团队开始进行后续的研究。

位于精子头部的遗传物质被辐射破坏了，这一点并不让人意外，因为国际太空站离地表400公里，更容易接收到高能量粒子，若要长期待在太空，必须考量长期暴露在宇宙射线中的影响。

塔许说：「研究报告中的辐射值，还远远不及踏出范艾伦带（Van Allen belt）后会遭遇的辐射量。」范艾伦带是另一层保护地球的辐射带，国际太空站也位在范艾伦带里面，因此受到保护。

精细胞虽然受损，但并没有很严重。若山清香的团队直接将太空精子注射进小鼠卵子，再将受精卵殖入雌小鼠中，最后产出正常、健康的太空鼠宝宝。研究报告指出，小鼠出生前，研究团队测量了一些胚胎的基因表现模式，和地表上冷冻干燥的精子产生的小老鼠没有显著差异。

研究报告还说，有些太空鼠宝宝发育成熟后彼此交配，产生出来的后代也是正常的。研究团队认为，这表示精子待在太空后，并没有产生后续的生育能力问题。

精子典藏库

假如实验的结果正确，表示我们距离真正想知道的问题更接近了一点：人类在太空中是否能产下健康的后代？

这项实验「绝对是空前的太空生殖过程研究，」雷恩哈特说：「他们的概念是，精子被冷冻干燥后，基本上会中止代谢活动，让精子冻结在一个时间点中，因此能降低辐射对精子的伤害。」

若山清香的团队接下来想要将小鼠的受精卵送上国际太空站，看看能不能发育成胚囊（胚胎发展的初期阶段，此时有数百个细胞）。

塔许明年则会研究人类的精子受到冷冻保存后，送上太空是否仍然可以保有成功进行体外受精的特性。

若山清香的团队认为，生物样本的保存技术成熟以后，就能将各种地球生物的精子典藏起来，保存在太空船上或月球的熔岩隧道中，万一地球遇到生物大灭绝时能作为一种保障；如果要在地球以外繁殖类地生物时，也可作为参考样本。