撰文 | 刘六七
审校 | 河边的卡西莫多
移居火星，浩瀚科幻，不仅集结了地球上最尖端的科学技术，甚至关系着人类的集体未来；
动物冬眠，神秘可爱，是自然界顽强生命力的展现，更是物种为了适应地球，历经数百万年发展出的生存策略。
移居火星与动物冬眠，看似八竿子打不着，却因同一愿景产生交集。没错， 让人类可以像动物那样冬眠，已经成为太空探索中一个重要的研究领域。
很多动物都能够冬眠，涵盖了昆虫、两栖动物、哺乳动物等物种|图源：Wikipedia
这背后主要有几大原因。首先，是出于对技术和成本的考量。
毋庸置疑，去开辟火星的宇航员，也需要在旅途中吃喝，而这是一批相当庞大的物资。我们不妨计算一下：一名宇航员每周大概消耗30千克的食物和水，往返火星耗时16个月左右，也就是说每名宇航员需要带上 1.9吨饮食补给。
更大的荷重意味着更高的成本，也对技术提出了更严苛的要求。
如果可以冬眠，宇航员就能像动物那样不吃不喝，还不会影响生命状态。有研究估算，宇航员冬眠能够 减少75% 的食物消耗， 进而降低飞船荷载需求， 使飞船本身的尺寸 缩减三分之一， 这无疑会节省下相当大的开支。
宇航员在太空中吃的食物|图源：Wikipedia
其次，飞往火星的旅途漫长且无聊。 试想一下，在狭小的空间一次性待上半年多，从舷窗往外望去，我们熟悉的地球也变成了一个小光点，很难不抑郁。
如果能一进飞船就“睡着”，一睁眼火星就快到了， 想必能免去不少心理压力。
在火星看地球，地球只是一个小亮点|图源：美国喷气动力试验室
最后也是最重要的，冬眠可能会起到保护宇航员身体的作用。
要知道，太空中的危险因素并不少，比如宇宙射线。微重力状态也会让人体的骨骼和肌肉，因为不再需要抵抗重力而“退化”——回到地球后， 重力重新压到宇航员身上，很容易发生骨折，肌肉萎缩也可能使他们难以完成诸如蹲起等日常动作。
为避免肌肉萎缩和骨质疏松，国际空间站设有特殊的阻力装置，帮助宇航员锻炼|图源：tech briefs
相比之下，冬眠的动物让研究人员眼前一亮。在冬眠期间，动物的体温、心率、呼吸都会显著降低，新陈代谢的减慢使得能量消耗变少，这也是为什么动物可以不吃不喝“睡”上好几个月的原因。
更让人惊讶的是，即使冬眠时间长达半年， 黑熊在春天复苏时只会丢失一点点的肌肉量。冬眠中的松鼠甚至会对辐射产生抵抗力。 科研人员认为冬眠期间松鼠体内细胞复制的速度变慢，因此阻碍了癌细胞的扩散。
冬眠中的北极地松鼠体温可以降至零下 2 摄氏度，心跳低至每分钟 1 次，冬眠结束后，它们的体温可以在几小时内回升到 37 摄氏度 | 图源： the independent
那么，冬眠好处这么多，人类真能学会这项技能吗？
实际上，医学界已经实现了一些突破。在治疗心脏骤停、脑损伤患者，以及难产婴儿时， 医生会采用一种“亚低温疗法”。
在这种疗法中，医生会通过向静脉注射冷盐水，将患者的体温降至32~34摄氏度。体温降低导致患者新陈代谢速度减慢，细胞及器官就可以凭借比正常情况下少得多的氧气运作。这样一来，就算患者的血流量明显下降，医生也能获得更多抢救时间。
由于亚低温疗法需要注射，因此不适合在医院之外的场景使用|图源：how stuff works
亚低温疗法引发的类麻痹状态，启发了宇宙探索领域的研究人员。
SpaceWorks是一家美国的航空航天工程公司，已经获得了美国国家航空航天局NASA的投资。他们计划 使用鼻导管向宇航员体内输送冷氮气， 以期将体温降至32度左右，并让新陈代谢活动减半。
宇航员一旦进入“冬眠”状态，机械手臂会定期移动他们的四肢，用电流刺激他们的肌肉以保持身体机能。
电影《2001：太空漫游》中飞船上的“冬眠舱”|图源：电影截图
除了借鉴亚低温疗法，一些学者还试图直接从冬眠动物身上找到解决方案。
凯莉·德鲁（Kelly Drew）是阿拉斯加大学费尔班克斯分校的教授，研究冬眠生物学超过30年。她发现用药物激活北极地松鼠的A1腺苷受体时，后者会立即进入冬眠状态。
由此，凯莉研发了一种组合药物，这种药物在理想状态下， 可以激活人体内的A1腺苷受体，但不会让心脏进入“冬眠”状态， 也就是停止跳动。
目前，凯莉的药物已经成功使猪的体温降至30~32摄氏度，预计最早在2026年可以开始进行人体实验。
凯莉·德鲁博士|图源：网络
如今，多个国家都在积极推进火星探索计划，并希望早日实现载人任务。你追我赶背后，如何成功向动物学习冬眠，可能会成为取胜的关键。
而且我们还可以开个脑洞：如果人类真能学会冬眠，那么也许可以通过降低新陈代谢， 延长自己的寿命； 一些科幻电影中，冬眠还被用来当作 治疗心理疾病的方法 ——眼睛一闭，所有烦恼统统消失。
图源：Williams magazine\Jasu Hu
倘若人类冬眠成为现实，你会选择主动“睡”去吗？
参考资料：
【1】https://www.wired.com/story/mars-hiberators-guide-to-the-galaxy/
【2】https://www.bbc.com/future/article/20230509-will-we-everhibernate-in-space
【3】https://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronauts/space-medicine/bones.asp
【4】https://www.shkp.org.cn/articles/2020/03/if105726.html
【5】https://www.bbc.com/future/article/20140505-secrets-behind-the-big-sleep
【6】https://www.shkp.org.cn/articles/2020/03/if105726.html
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冬眠是一种很神奇的适应环境的能力，很多动物进化出可以冬眠的本领，为什么人没有进化出这本领？
因为不需要。 之所以那些动物需要冬眠，是因为它们没有别的可以抵御寒冷以及难以在冬季获取足够的食物，所以只能被迫陷入可以节省体内能量消耗的冬眠状态。 这并不是什么好的能力，在冬眠期间完全无法对外界做出反应，很容易被危及自己的生命安全。 但是人类不同：作为没有固定栖息地的生物，可以去寻找或者是自己搭建出遮蔽寒冷，充分保存体温的地方。 而且，作为杂食性动物，人类有能力在冬季也一样获得食物充饥（之前储存下来的粮食，养着的活的家禽家畜等）。 大部分需要冬眠的都是进化程度比较低的冷血动物，比如说蛇，青蛙，龟等。 高等动物基本上都能够自己规避开这种环境，并不需要冬眠。 当然了，还有某些生存在极端环境而且无法离开的动物也只能被动适应环境，而不是改造环境适应自己，比如说北极熊。
动物为什么要冬眠,动物冬眠的主要原因是什么 ？
某些动物在冬季时生命活动处于极度降低的状态，是这些动物对冬季外界不良环境条件（如食物缺少、寒冷）的一种适应。楼上的，恒温动物也冬眠的吧，比如熊，刺猬 变温动物为了应付冬天寒冷的环境
为什么动物要冬眠
最近，美国科学家发现了动物冬眠的机理。 北卡罗来纳大学的研究人员在黄鼠身上鉴别并绘制出了启动动物冬眠的两个基因，这两个基因控制合成对于冬眠至关重要的酶。 据当地媒体报道，该校马修·安德鲁博士等人，利用在黄鼠体内找到的一种基因，控制合成了胰腺甘油三脂酶，这种酶能分解以脂肪酸形式储存在体内的甘油三脂，然后将之转化成作为黄鼠冬眠时能量来源的脂肪。 另一种基因则控制丙酮酸盐脱氢酶、激活酶和同功酶的合成，这些在饥饿时候被激发的酶，能帮助保持体内的葡萄糖储备，在冬眠开始时或即将开始前，两个基因都在黄鼠的心脏中得到了表达。 研究人员还发现，这些基因与在非冬眠动物身上找到的对等基因，几乎是一致的，但它们在冬眠与非冬眠动物身上的表达不一样，胰腺甘油三脂酶仅在非冬眠哺乳动物的胰腺中得到表达，却同时出现在黄鼠的胰腺和心脏中。 科学家若能鉴别出那些在冬眠这类极端状态下负责保护器官、降低血糖消耗和保持肌肉性能的酶，将能开发出延长移植用人体器官“保质期”的新方法，还可研制出诱导宇航员在长期太空旅行过程中安全进入类“冬眠”状态的方法。 动物冬眠时，整整一冬不吃东西为什么不会饿死呢？这是就是它在进行断食辟谷之故。 1、动物冬眠断食辟谷每当气候渐渐变冷，食物缺乏的时候，许多动物就进入冬眠，进行断食辟谷调整机体，减少机体新陈代谢，使其维持在一个比较低的基础代谢消耗，以期获得更大的生存空间，从而适应变化的内外环境。 所以，冬眠现象是动物生存斗争中对不良环境适应的一种方法。 动物冬眠时，一冬不吃东西也不会饿死。 因为冬眠以前，它们早就开始了冬眠的准备工作，用来度过这段困难时期。 这些动物冬眠前的准备工作很特殊，那就是从夏季开始，便在自己的身体内部逐渐积累营养物质，足够满主整个冬眠过程中身体需要的基础代谢消耗。 尽管在身体内积累大量营养物质，可是冬眠期长达数月之久，怎么够用呢？原来动物在冬眠期间，伏在窝里不吃也不动，或者很少活动，呼吸次数减少，体温也下降，血液循环减慢，新陈代谢非常微弱，所消耗的营养物资也就相对减少了，所以体美贮藏的营养物质是足够供应的。 等到身体内所贮藏的营养物质几乎要用光时，冬眠期也将结束了。 冬眠过后的动物，身体显得非常瘦弱，醒来后要吞食大量食物来补充营养，易变尽快恢复身体常态。 2、动物冬眠断食辟谷之谜动物为什么能冬眠？对此人类已经探索了100多年。 近年来，美国科学家终于揭开了这个奥秘。 实验证明，在一些动物的血液中存在着一种能够诱发动物冬眠的物质。 经过无数次试验，科学家终于提炼出了这种诱发物质，这是一种类似荷尔蒙的特殊蛋白质，被称为“冬眠激素”。 科学家指出，动物冬眠是为了保持体内的能量、避免冻饿的一种对不利环境条件的适应和“自救”方式，寒冷、饥饿、疾病对冬眠动物是无能为力的。 动物在冬眠断食辟谷过程中，一方面是由于在冬眠的状态下，体温降低，能减少98%的代谢活动而适应外环境，酿成了整个生理活动的“沉睡”状态，也就是生命过程相对延长了，从而动物的寿命也就延长了；另一方面是由于在断食辟谷的状态下，刺激机体进行应激反应，重新调整机体内环境所存在的种种隐患和病灶，产生了推陈出新、优胜劣汰、脱胎换骨之效，从而便使动物防治了种种疾病。 对于动物冬眠而言，它既是一个适应外环境而延续生命的调节过程，又是一个适应内环境而防治疾病的调节过程。 所以说，作为低级动物的动物而言，动物冬眠现象是其适应环境生存的一种重要功能。 然而，作为高级动物的人类而言，但是人体自身并不具有冬眠的机能，那么能不能借鉴动物冬眠的机制，让人也在“冬眠”的条件下，抵御恶劣的环境和不治之症的纠缠乃至延长寿命呢？这就是“人工冬眠”现象。
