广告

殖民火星或将加速人类进化

高辐射、低重力和其它环境压力可能促使火星人类比地球人类更快地发生变异。

作者:Joshua Rapp Learn
Google NewsGoogle News Preferred Source
图片来源:Nick_Zen/Shutterstock

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

事实证明,人类殖民火星严酷而奇异的大气层(如果我们能实现的话)可能会加速我们物种的进化。“考虑到火星环境的巨大差异,你会预期会有强大的自然选择,”休斯顿莱斯大学的进化生物学家 Scott Solomon 说。

广告

火星距离地球约 3400 万英里,具体取决于两颗行星的轨道位置,而在我们甚至能够到达那里之前,地球人仍然面临着许多障碍。但是,如果我们到达火星并建立一个永久居民的殖民地,像相对更高的辐射、较低的重力和生活方式的巨大变化等因素,可能会在人类身体上引发显著的进化变化——这比在我们母星上发生的进化要快得多。

迷失太空

Solomon 在教授入门生物学时开始思考人类如何进一步进化。他让学生想象人类可能如何继续进化——这个问题让他陷入了对 2016 年出版的书《未来人类》的思考。

Solomon 的研究涉及人类殖民火星的假设进化结果。这项事业的一个决定性因素是隔离的精确程度,这将极大地影响人类适应新条件的と速度。如果人类每隔一两代就迅速往返于地球和火星之间,来自地球的人类基因涌入火星殖民地可能会减缓某些基因突变的影响。与此同时,保持在火星上截然不同的条件下可能会加速人类进化的速度。“在适当的情况下,这可能需要数百年,”Solomon 说。

在地球上,进化通常需要一个物种与其同种的其他种群完全隔离数千年。当现代人类和我们的进化祖先在几万年前开始遍布地球时,种群在各种地方隔离了数代——有时长达数千年。

与此同时,某些种群已经发展出有助于应对当地条件的特征。例如,居住在高海拔地区的人类可能已经适应了有助于他们在这种极端环境中生存的特征。然而,其中大部分只是可塑性,即一个物种通过采用各种大小、行为和形态来适应特定环境的能力,而不是真正的进化。“我们可以很大程度上调整我们的生理机能以适应不同的环境,”Solomon 说,现代人类尽管经历了巨大的环境差异,但从未进化成新物种,这足以证明这一点。

但是,由于经济、政治或其他原因,火星人类可能完全与地球隔离。例如,地球或火星特有的疾病可能会出现并引起旅行禁令。

变异的火星人

火星上更强的辐射也可能导致在那里出生的人类基因突变率升高。任何有助于人类更好地适应火星条件的有利突变都可能被后代继承。“增加突变率,自然选择就有更多的材料来运作,”Solomon 说。

但这些突变也可能是随机的。如果许多人碰巧出现了相同的偶然突变,无论是在火星上的居民还是他们在地球上的祖先,都可能导致类似奠基效应的情况。火星定居点一开始可能是一个相对小的社区,而这些创始人可能共享的任何特征都可能对那里未来的人类发展产生不成比例的影响:这可能很简单,比如拥有相对较多的红发人群。

但发色(甚至肤色)的模式在技术上并不能将火星人归类为新物种,Solomon 警告说。然而,即使是第一代火星人,由于外来大气中的重力变化以及其他调整,也可能与地球人产生明显的身体差异。“他们看起来可能不同,他们可能行为不同,”他说。“他们可能出现身体变化,这些变化可能会让进行比较的人们显而易见。”

广告

自然选择

适者生存是进化论的关键概念。但这并不意味着环境将主要决定使人们适合火星生活的特征。身高似乎是这些差异的一个明显因素,因为火星的重力是地球的八分之三。

“科幻小说常常将来自火星的火星人或外星人描绘成又高又瘦又苗条,”Solomon 说。但实际效果可能恰恰相反。问题在于,这些体型在分娩过程中可能会带来某些危险——骨骼脆弱可能导致女性在分娩时骨盆骨折。因此,自然选择可能实际上会青睐身材矮小、骨密度高的人。

广告

此外,火星的高辐射水平可能会随着几代人的进化直接影响肤色或视力等特征。这在地球上已经发生——例如,黑色素对紫外线辐射的抵抗力更强。

“也许面对这种高辐射,我们会进化出某种新型的皮肤色素来帮助我们应对这种辐射,”Solomon 说,并补充说我们可能会进化出抗癌基因。“也许我们会产生自己的绿色小人。”

他还警告说,这些关于我们可能如何改变的具体想法仅仅是猜测。我们仍然需要学习很多东西,比如分娩或婴儿的生存和发育可能受到太空生活的影响。

书写我们自己的进化命运

在火星上发展起来的独特文化传统也可能对进化产生长期影响。例如,如果独特的饮食习惯代代相传,可能会影响我们消化系统的进化。

广告

表观遗传学,即行为和环境对基因表达的影响,也可能在红色星球上的人类进化中发挥作用。但 Solomon 指出,这项科学目前尚不完全清楚。他提到了 NASA 对宇航员双胞胎 Scott 和 Mark Kelly 进行的研究。前者在太空中度过了一年,而后者则留在地球上。分析检测到了 Scott 基因的变化,尽管这些变化如何长期影响他仍然不清楚。

然而,基于像 CRISPR 这样的基因编辑工具的重大进展,火星上的人类可能无需将进化交给自然选择。Solomon 说,我们目前拥有可以与潜在的火星居民合作的工具——我们只是不一定知道具体要调整什么(或者如何调整)。尽管如此,科学家可以在火星之旅之前或之后修改人们的基因。“这可能是一个强大的工具,可以继续进行这些改变,以便人们能够生存并适应火星环境,”Solomon 说。

  • Joshua Rapp Learn

    Joshua Rapp Learn 是一位屡获殊荣的华盛顿特区科学记者,经常为《发现杂志》撰稿,内容涵盖考古学、野生动物、古生物学、太空等主题。

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章