科幻片里常常会有如下情景:人类躺在太空飞船中的休眠仓里,眼睛一闭一睁,就已经身处另一个殖民星球上了。谁都知道,要想幻想成现实,休眠技术是关键,如何能够让人类在暂时停止新陈代谢后清醒过来,冬眠的动物成了研究的对象,尤其是一年冬眠时长可达8个月的北极地松鼠,更是让人们看到了休眠进行太空旅行的希望。
北极地松鼠外表看起来和普通松鼠差别不大,主要生活在加拿大北部、阿拉斯加、西伯利亚等干燥寒冷的地区,由于生存环境的特殊性,它们从夏天开始就要大量觅食以为冬季的休眠做准备,同时还要在洞穴中储存足够的种子、果实,以备冬眠结束后及时补充体力。
随着气温的下降,北极地松鼠于8月份便开始冬眠,冬眠期间它们的体温会下降至零下3摄氏度左右,每分钟心跳仅1次,就连大脑、血液的温度也会降到零度以下,但是却不会因此而冻结,到第二年4月底5月初,从冬眠中苏醒的北极地松鼠就会重新活跃起来。
作为世界上冬眠时间最长的动物之一,研究者一直以来都对北极地松鼠的冬眠行为感兴趣,首先是它们“不冻结”的原因,其次是它们如何保持身体的新陈代谢。研究者发现,熊冬眠时的体温大约是4摄氏度,但是北极地松鼠达到了零下3摄氏度,相比之下,后者体温下降的幅度更大,能量消耗也应该随之增加,但是它们却像熊一样利用“氮循环”完成了身体的适应,这也是它们能够维持身体新陈代谢的原因。
简单说就是北极地松鼠利用尿素来维持体力,它们冬眠期间会将尿液中排泄的“废物”——尿素加以利用,将游离氮再循环为必需氨基酸,进而将其转化为蛋白质,以此来弥补冬眠时损失的能量。更重要的是,北极地松鼠冬眠时新陈代谢活动受到遏制,原本随着新陈代谢而被分解的胶原蛋白得到储备,不仅维持了能量,还避免了严重的肌肉退化。
因此,北极地松鼠的冬眠方式,似乎给人类提供了许多可借鉴之处,比如对于长期卧床的人来说,如何保持肌肉不萎缩;又比如对于太空旅行来说 ,如何在冷冻、休眠时不影响人体代谢等等。
其实人们很早就试图从冬眠动物的身上,找到人类太空旅行的钥匙和密码,早在1968年,前苏联就将一年中9个月都在冬眠的俄罗斯陆龟送上过太空,两只陆龟在完成了7天的太空旅行后,安然无恙地返回地球,除了体重减轻外并无其他变化。
单从物种上说,北极地松鼠比俄罗斯陆龟对于人类更具有参考性,虽然北极地松鼠还没有像俄罗斯陆龟一样上过太空,但是随着科技日新月异的变化,以及人类前往其他星球的步伐加快,如果人类终将以进入休眠的方式完成超长距离的飞行,北极地松鼠很可能成为试验品,代替人类测试代谢适应。
事实上,除了送冬眠动物上太空以观察其身体机能的变化外,不少人一直对人类休眠深深着迷,最常见的就是上世纪60年代开始的“人体冷冻技术”。所谓“人体冷冻”,就是利用低温保存人体,并期望在未来实现复活,据说目前已经有近150人和近80只动物在死后完成了冷冻,这些被冷冻的人需要单次向人体冷冻机构支付5到12万美元,便可以被无限期置于液氮中冷冻下去,保存部位的不同导致了价格的差异,主要分为头部和全身,但是无论保存哪部分身体,那些被冷冻者一方面寄希望于科学技术的发展,通过给死去的身体按下“暂停键”而等到再生,另一方面认为冷冻能够修复身体。然而,迄今为止该技术还是游走在科学与幻想之间,并没有实际性的进展和突破。
所以,无论是学习和模仿动物冬眠,还是通过人体冷冻进行太空旅行,离实现都还有些距离。微重力环境对于大脑、心脏、肌肉、骨骼、视力等人体器官的影响还有很多未知,人类如果真的能够掌握并利用动物冬眠时身体的适应和调节,将不只是开启新的生活方式,到那时可能才是休眠进行太空旅行并遨游宇宙之时吧。