Im Mai 1969 flog Apollo 10 mit 25.000 Meilen pro Stunde. Zwei Monate später ging die Besatzung von Apollo 11 auf dem Mond. Seitdem ist niemand mehr so schnell geflogen oder so hoch gegangen. Die NASA bereitet sich jetzt auf eine menschliche Mission zum Mars vor, aber wenn unsere Nachkommen jemals ihre terrestrischen Bindungen lösen, werden nicht Homo sapiens, sondern eine andere, intelligenter konzipierte Spezies zurückkehren. Wir sind nicht fit.
Für Evolutionsbiologen ist „Fitness“ein Maß für die natürliche Selektion: die durchschnittliche Überlebens- und Reproduktionsneigung von Individuen einer Art. Anatomisch moderne Menschen haben sich mit ihren mikrobiellen Symbionten vor etwa 300.000 bis 200.000 Jahren in Afrika entwickelt und sich schnell auf der ganzen Welt verbreitet. Wir sind wunderbar fit für die Erde, aber der Weltraum ist für unsere Spezies schädlich. Es ist kalt, leer und luftleer - und das ist das Wenigste. Das eigentliche Problem sind unzählige Stressfaktoren, insbesondere Strahlung, für die Raumanzüge und Schiffe wenig Schutz bieten.
Die Magnetfelder und die Atmosphäre der Erde schützen uns vor der ionisierenden Strahlung, die wie ein tödlicher Wind durch den Weltraum strömt. Auf der Oberfläche des Mars (dem ein Magnetfeld oder viel Atmosphäre fehlt) oder an Bord eines Raumschiffs würde eine langfristige Exposition gegenüber den hoch geladenen Energien der galaktischen kosmischen Strahlung oder den plötzlichen Flammen von Sonnenpartikelereignissen Zellen töten und zu Fehlfunktionen führen, oder brechen Sie Stränge in unserer DNA und knocken Sie Basenpaare aus. Abgestorbene oder schlecht funktionierende Zellen verursachen Herzerkrankungen oder kognitiven Verfall. Der DNA-Schaden ist schlimmer: Zellen versuchen, ihre eigenen Wracks zu reparieren, aber es kommt zu Fehlreparaturen, die zu Mutationen führen, die Krebs und Erbkrankheiten verursachen.
Jason Pontin (@jason_pontin) ist ein Ideengeber für WIRED. Zuvor war er Chefredakteur und Herausgeber von MIT Technology Review. Davor war er Herausgeber von Red Herring. Jetzt ist er Senior Partner bei Flagship Pioneering, einem Unternehmen in Boston, das Unternehmen finanziert, die Probleme in den Bereichen Gesundheit, Ernährung und Nachhaltigkeit lösen. Pontin schreibt weder über die Portfoliounternehmen von Flagship noch über deren Wettbewerber.
Langfristige Raumflüge jenseits der Erdumlaufbahn und der Van-Allen-Bänder überschreiten die derzeitigen Grenzen der NASA für „akzeptables Risiko“. Abgesehen von einer Reihe unwahrscheinlicher technischer Tricks - einschließlich einer beschleunigten Route, Strahlenschutz im Inneren des Raumfahrzeugs, unterirdischen Vierteln auf dem Planeten und a Beeilte Rückkehr - unsere Biologie ist mit einer Marsmission nicht vereinbar. Permanente Kolonien dort oder weiter draußen sind undenkbar.
Aber ernsthafte Biologen, darunter auch einige, die mit der NASA zusammenarbeiten, haben angefangen zu fragen, ob Menschen für die Raumfahrt genetisch verändert werden könnten. Ihre Fragen werfen tiefgreifendere Fragen zu unseren Verantwortlichkeiten und Pflichten in der nächsten Phase der menschlichen Evolution auf.
Ihre Vorschläge sind auch sehr ironisch. Ein bestimmendes Merkmal unserer Art ist unser Expansionswahn. Andere Homininen teilten es nicht, soweit wir wissen; Unsere Neandertaler-Cousins, mit denen wir 5000 Jahre zusammenlebten, haben Eurasien nie verlassen. Exploration ist bei uns ein wahnsinniger Zwang. Denken Sie daran, wie viele zerbrechliche Korallen und Kanus nur in der Hoffnung auf Land aufbrechen, um alle Inseln der Meere zu bevölkern!
Mars ist der nächste. Möglicherweise müssen wir jedoch alle unsere Technologien einsetzen, um eine Erbart zu erschaffen, die unsere Sehnsüchte befriedigt.
George Church, ein Harvard-Genetiker und führender synthetischer Biologe, argumentiert: „Ein wahrscheinlicher Weg zur Reduzierung des Weltraumrisikos scheint die biologische Entwicklung erwachsener potenzieller Astronauten zu beinhalten.“Er hat 40 Gene identifiziert, die für lange Zeit von Vorteil sein könnten -term spaceflight (und würde auch denen zugute kommen, die zurückgeblieben sind). Seine Liste enthält CTNNBI, das Strahlenresistenz verleiht, LRP5, das Adamantinknochen aufbaut, ESPA1 (bei Tibetern üblich), das es Menschen ermöglicht, mit weniger Sauerstoff zu leben, sowie eine Vielzahl von Genen, die uns klüger, denkwürdiger oder besser aussehen lassen weniger ängstlich. Das Menü enthält sogar ein Gen, ABC11, das seinen Besitzern eine "geruchsarme Produktion" verleiht, eine freundliche Eigenschaft auf engstem Raum. (Ein Raumschiff mit normalen Menschen riecht nach dem Harris County Jail, so ein kürzlich auf der Raumstation lebender Bewohner.)
Church war Mitbegründer des Konsortiums für Weltraumgenetik der Harvard Medical School, zusammen mit anderen prominenten Biologen wie dem Anti-Aging-Forscher David Sinclair, um die menschliche Gesundheit im Weltraum zu untersuchen und die Erforschung zu fördern. Er stellt sich „von Viren übertragene Gentherapien oder Mikrobiom- oder Epigenomtherapien“vor, mit denen Astronauten ihre Biologien transformieren würden. "Über Strahlenresistenz, Osteoporose, Krebs und Seneszenz bei Mäusen ist bereits einiges bekannt", sagt er. Church betont, dass viele dieser Gene bereits von Pharmaunternehmen mit Medikamenten in klinischen Studien angegriffen werden. Gentherapien als vorbeugende Medizin für Astronauten zu nutzen, ist nicht so weit hergeholt.
Gentherapien mögen uns für den Weltraum fit machen, aber wenn wir neue Welten besiedeln wollen, möchten die Menschen eine neue Rasse hervorbringen. Der Genetiker Chris Mason, dessen Labor in Weil Cornell an einer NASA-Studie teilnimmt, in der untersucht wird, wie sich Zwillingsastronauten verändert haben, als einer ein Jahr im Weltraum verbracht hat, während ein anderer auf der Erde geblieben ist, hat einen „500-Jahres-Plan“für die Kolonisierung des Weltraums vorgeschlagen. Seine drei Hauptkomponenten erweitern unser Wissen über Genomik, einschließlich der Bestimmung, welche Gene ein "Bitte nicht stören" -Zeichen tragen sollten, weil ihre Veränderung uns töten oder behindern würde. technische Mikroben; und Hinzufügen, Löschen und Ändern von Genen, um dauerhafte, vererbbare Veränderungen in einer Population zu erzeugen.
In der ersten Phase seines Plans kombiniert Mason menschliche Zellen mit einem Gen namens Dsup, das einzigartig für die unzerstörbare Tardigrade ist und DNA-Brüche durch Strahlung unterdrückt. Tardigraden können das Vakuum des Weltraums überleben; Vielleicht machen uns ihre Gene auch für den Weltraum fit. Sein Labor hat auch ein künstliches Konstrukt des Gens p53 entwickelt, das an der Prävention von Krebs beteiligt ist und das später in eine menschliche Zelle eingefügt werden soll. Elefanten haben viele Exemplare von p53 und sterben selten an Krebs. Das Hinzufügen von Kopien von p53 zu menschlichen Genomen könnte uns vor Weltraumstrahlung schützen. Masons weniger spekulative Forschung umfasst die Bearbeitung von Deionococcus radiodurans, manchmal auch „Conan das Bakterium“genannt, einem Polyextremophilen, das Kälte, Dehydration, Säure und sehr hohe Strahlungswerte überstehen kann, indem es seine beschädigten Chromosomen neu schreibt. Mason möchte, dass die Mikrobe als Flora auf unserer Haut oder in unseren Eingeweiden oder auf den Oberflächen von Raumschiffen lebt und uns vor den tödlichen Strahlen des Weltraums schützt. "Das Mikrobiom ist ein außerordentlich plastisches Ding", sagt er.
Einige Forscher haben mehr Science-Fiction-Projekte vorgeschlagen. Harris Wang aus Kolumbien möchte menschliche Nierenzellen dazu bringen, die neun Aminosäuren zu synthetisieren, die unser Körper nicht herstellen kann. Eine menschliche Zelle, die in der Lage ist, alle für die Gesundheit notwendigen organischen Verbindungen zu synthetisieren, würde rund 250 neue Gene benötigen. Wenn unser Gewebe jedoch aus solchen Zellen besteht, könnten Astronauten durch das Trinken von Zuckerwasser gedeihen. Eine befreiende Anpassung: Missionen müssten nicht schleppen sperriges Essen oder schicken Sie es weiter. Andere Wissenschaftler haben photosynthetische Raumfahrer vorgeschlagen oder die Persönlichkeiten des Weltraumkorps so bearbeitet, dass sie sich furchtlos nach der hohen Grenze sehnten, weil sie ihr wahrer Endpunkt war.
