2018年4月，SpaceX公司進行了一次發(fā)射任務，向國際空間站提供補給。在2631公斤的貨物中，包括了從太空的有利位置研究雷暴的設備，以及在軌道上種植蔬菜所需的器材，這類東西都是宇航員在進行研究時可能需要的。

但與這些物品塞在一起的，還有一些不同尋常的東西：一個裝有冷凍精子樣本的容器。這些樣本中，有美國加利福尼亞州一家精子庫提供的12位匿名捐贈者的精子，還有6個樣本是育種公牛的精子。

電視節(jié)目《辛普森一家》的創(chuàng)作者馬特·格羅寧和Micro-11實驗首席科學家喬·塔什很好。在這個任務徽章中，荷馬·辛普森被描繪成一個宇航員，騎著一個長著牛角，掛著鼻環(huán)，看起來很生氣的精子

這些精子樣本是一項名為“Micro-11實驗”的太空任務的一部分。宇航員先將精子解凍，添加一些化學物質，以刺激精子的運動，并為精子與卵子融合做好準備。然后，他們將精子放在顯微鏡下，拍攝精子游動的視頻。此外，他們還會進行化學測試。與此同時，在地球上，其他研究人員將對相同的精子樣本進行同樣的測試，以便進行比較。

精子獲能是關鍵

美國國家航空航天局(NASA)網(wǎng)站上的文章介紹稱，該實驗旨在研究精子在微重力條件下的運動能力，即精子的移動和游泳的能力，以及它們在觸發(fā)“獲能”(capacitation)時的成功程度。獲能是哺乳動物精子成熟之前的最后一個步驟，獲能之后才能使卵母細胞受精。這項研究的結果可能有助于回答這樣一個問題：如果人類將來定居在月球或火星上，或者冒險進入更遙遠的宇宙旅行，人類是否有能力繁衍后代。

“如果沒有健康的精子，你就會面臨在太空中多代生存的嚴重風險，”美國堪薩斯大學醫(yī)學中心分子與綜合生理學系榮譽退休教授喬·塔什(Joe Tash)解釋道。塔什是這項實驗的首席科學家，并擔任美國國家航空航天局的顧問。

NASA艾姆斯研究中心的研究人員表示，自20世紀90年代以來，NASA一直在進行生殖和發(fā)育空間生物學方面的研究。例如，1995年3月14日出版的《美國國家科學院院刊》(PNAS)上一項研究中，科學家誘導航天飛機上的雌蛙排卵，以便讓它們的卵受精。研究表明，重力作用下受精卵的旋轉并不是發(fā)育出正常蝌蚪的必要條件。

Micro-11實驗標志著人類精子(除了男性宇航員體內(nèi)的精子)首次被送入太空，而在此前已經(jīng)有過涉及動物精子的研究。塔什表示，早在20世紀80年代，德國研究人員就用亞軌道火箭將公牛精液發(fā)射到太空中，讓它們短暫處于一分半鐘的失重狀態(tài)。1997年，塔什和同事在兩次航天飛機任務中發(fā)射了海膽精子樣本。在這兩次實驗中，由于無法在顯微鏡下拍攝視頻，所以他們轉而研究信號轉導，即精子細胞內(nèi)控制尾巴扭動的分子機制。

德國的研究結果和塔什等人在1997年的研究都發(fā)現(xiàn)，精子在微重力環(huán)境中游動的速度實際上比在地球上快。但在塔什的一個實驗中，他發(fā)現(xiàn)了在太空中生育的一個巨大障礙。當海膽精子暴露在卵細胞分泌的肽類中時，獲能過程的發(fā)生要慢得多，而肽類本身就是觸發(fā)獲能的關鍵成分。

塔什表示，Micro-11實驗將在分別收集微重力對精子游泳和獲能能力影響的數(shù)據(jù)。

輻射暴露是個問題

微重力并不是影響太空生育的唯一因素。在地球附近，存在著由大量帶電粒子聚集而成，在這個輻射層以外，輻射暴露可能會對生物造成嚴重的損害。2017年5月20日的《生殖》(Reproduction)雜志發(fā)表了一項研究，指出在太空中發(fā)現(xiàn)的帶電粒子會對雌性老鼠的卵巢造成損害。

“我們的研究發(fā)現(xiàn)，暴露在帶電的氧或鐵粒子時，有限的卵泡儲備被耗盡，而這些粒子都是宇宙射線的組成部分，”該研究的通訊作者、加州大學歐文分校的醫(yī)學、發(fā)育和細胞生物學以及公共衛(wèi)生教授烏爾里克·盧德勒(Ulrike Luderer)寫道，“這種損害是不可逆轉的，會導致卵巢早衰(過早絕經(jīng))。”

此外，盧德勒還表示，人類和動物研究提供的證據(jù)表明，暴露在伽馬射線和帶電鐵粒子下會降低精子的活力。

此外，即使在太空中成功受精，懷孕和分娩也會面臨問題。美國貝勒醫(yī)學院太空醫(yī)學中心的克里斯·倫哈特(Kris Lehnhardt)表示，目前還不清楚胚胎在太空環(huán)境中的發(fā)育情況，也不知道是否能夠自然分娩。