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争夺外星空,人类的生物钟适应吗?

张田勘 北京学者

美国副总统彭斯10月5日在美国国家太空委员会首次会议上说:“我们将让美国宇航员重返月球,这样做不仅是为了(在月球上)留下脚印和插旗,也是为美国宇航员前往火星和更远的地方打下基础。”彭斯称,他领导的美国国家太空委员会除了要帮助美国掌握太空领导权外,还将“推动发展保护美国国土安全的太空技术”,“美国必须像在地球一样主宰太空”。

毫无疑问,人类在地球上的竞争现在已经延续到了空间和外星球,这也意味着,人们会把地球上的生存和管理模式输入和延伸到外星空,例如在月球和火星上建立国家和领地,谁拥有了进入外太空的技术,谁先动手,谁就能跑马圈地,主宰太空和宇宙,就像在地球上一样。

人类要进入外星空跑马圈地,无论是在太空旅游,还是在其他星球上占领地盘和长期移民屯居,首先有一个问题要解决,地球上的人类要适应外星空的环境。但是,刚刚宣布的2017年诺贝尔生理学或医学奖给出的回答令人遗憾,由于生物钟的原因,人类并不适合于移民和栖息于外星空。

人体生物钟或生物节律是指地球上的人、动物、植物都有自身的节律,一个最基本的节律是随着24小时的周期进行不同的活动,对于人来说便是日落而息,日出而作,当然随着电子、电气和信息技术的发展,人类也可以把夜晚当白昼,夜以继日地工作,但是,违背生物节律时间长了,就会受到健康损害、寿命减少,甚至危及生命的惩罚。

动物和人的生物时钟可以从分子机理上进行阐释,例如,从4个基因和4种蛋白来调控,即Per基因和Per蛋白;Tim基因和Tim蛋白;DBT基因和DBT蛋白;Clock基因和CKIε蛋白(激酶),由它们共同作用,形成了动物和人24小时生物节律。包括人在内的哺乳动物和其他动物如鸡、蜥蜴、蛙、鱼也有Clock基因。

正如人是环境的产物一样,尽管生物时钟是由基因决定,但是基因的形成和发挥作用则是环境决定的,而且是在环境的作用之下让动植物长时间逐渐演化形成的,这就是地球形成之后的自转和围绕太阳的公转。人和动植物24小时生物时钟,以及潮涨潮落等,都是适应地球24小时自转一周的结果,春种秋收、夏热冬寒则是地球围绕太阳一周365天6小时9分9.5秒的结果。

显然,人和动植物更多地受到地球24小时昼夜周期的影响,形成了24小时的生物节律。然而,这种节律又是长期演化的结果,甚至从单细胞生物就开始受到24小时节律的影响,然后,从单细胞生物到细菌生成,再到多细胞生物、水生生物,再到陆生生物,然后是哺乳动物,以及在500万年前人类与黑猩猩祖先分道扬镳,距今20-30万年前身体结构像现代人的人类出现在非洲。

如果只从人的演化来看,500万年前人类与黑猩猩祖先分道扬镳时的生物时钟已经全面演化形成,并通过基因镶嵌在人的细胞核中,溶化在血液中,植根于大脑中,体现在行动中。这种24小时生物节律固然可以短期变化,但不能长期改变,更不能中断和根除,否则,人就活下下去。

到了外星空人固有的生物时钟能否适应新的环境呢?假如人类还只是想要争夺太阳系的外星空,按太阳系8大行星与太阳由近至远的距离算,依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,这8大行星自转一周的时间(按24小时一日计)分别是:水星58.646日、金星243.01日、地球0.997日、火星1.026日、木星0.41日、土星0.436日、天王星0.72日和海王星0.665日。月球是地球的卫星,自转一周的时间为27.32166日。

显然,人类要占领和移民外星空,只有火星的1.026日(24.6小时)和地球0.997日(23小时56分4.09秒)相近。因此,从生物钟看,最适合人类移民和占领的外星球是火星。然而,这只是生物时钟的一个方面,生物节律的另一个方面是人类已适应了一年365天的四个季节,在太阳系的8大行星中,没有一个绕太阳公转的时间与地球相似,依次为水星0.24年(88日)、金星0.62年(225日)、地球1年(365日)、火星1.88年(687日)、木星11.86年(4333日)、土星29.46年(10760日)、天王星84年(30799日)、海王星165年(60192日),月球绕地球公转一周也是27.32166日。

既然在太阳系外星空的所有行星中没有像地球公转365天那样周期的星球,人类也无法适应这些星球上转绕太阳公转的更长周期的生物时钟。

再加上人类的生存必须要有食粮、水、空(氧)气和阳光,不能有辐射,更不能有低于和高于地球的吸引力(重力),这些都是在地球上才独有的,因此移民和占领外星空很难做到,那些地方对于人类来说都是不毛之地和死亡之地。当然,人们到这些星球上进行短暂的探索是可以的,而且另一个可能是,在太阳系之外的银河系如果能找到类似地球的星球,人类当然可以占领和移民这个星球。不过,由于十分遥远,如果没有高速飞行的交通工具,人类大概全都会死在移民外星空的路上。

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