向蝙蝠取經！人類能在太空旅行中冬眠嗎？

前往火星需要21個月之久，過程面臨許多挑戰，尤其是如何在漫長的太空之旅中確保人體的健康。冬眠會是這個問題的解方嗎？

科學家在近期研究中仔細檢驗了埃及果蝠的血液（圖為美國內布拉斯加州奧馬哈亨利多立動物園的埃及果蝠）。Photograph by Joel Sartore, Photo Ark/NPL/Minden Pictures

美國航太總署（NASA）計劃在2030年以後將太空人送上火星，希望能讓人類在太空史上再度邁出一大步。然而，前往火星耗時約21個月，如此漫長的旅程困難重重，尤其是要在太空航行中確保太空人的健康。不過，一個曾被視為不可能實現的解決方案，現在卻開始獲得關注：冬眠。

冬季時，許多哺乳動物會進入一種蟄伏狀態，降低體溫並減緩新陳代謝和腦部活動，以節省能量。然而，人類無法冬眠，原因有幾個：我們的身體無法在不傷害自己的情況下儲存足夠脂肪，也無法在這麼低的能量和腦部活動狀態下運作，更無法承受體溫大幅下降帶來的影響。

考慮到棕熊等動物體型太大、研究不易，德國格來斯瓦德大學的動物學家傑拉德．科斯（Gerald Kerth）以蝙蝠為研究對象，試圖一探冬眠的奧祕。

科斯和研究同仁在最新實驗中發現，蝙蝠和人類的紅血球在低溫時的行為大相逕庭：明確而言，蝙蝠的紅血球會發生巨大變化，讓身體能充分運用氧氣，並在寒冷的環境下生存。

從地球到火星的旅程，大約要耗時21個月。 Illustration by NASA/JPL-Caltech

這篇論文最近已在《美國國家科學院學報》（PNAS）上發表。「讓人體進入休眠狀態這個夢想，促使我們展開研究。」身為論文共同作者的科斯說。

「現在有了不可思議的新發現，我們希望能更深入了解。」

細胞的超能力

研究人員從格來斯瓦德大學實驗室附近的森林中，捕捉了35隻野生的褐山蝠（noctule bat），這種蝙蝠有成群集結冬眠的習性。科學家們在實驗室採集這些蝙蝠的血液之後，將牠們放回森林。同時，研究團隊也從鄰近的動物疾病研究中心弗里德里希勒夫勒研究院（Friedrich Loeffler Institute）取得埃及果蝠（Egyptian fruit bat）的血液，並向一間血庫取得人類的血液。

該研究的作者們取得了這三個物種的血液，共計有超過50萬個紅血球。

他們以專門的電腦軟體比較人類和蝙蝠的細胞，分析細胞在外力之下延伸及受到擠壓時的情況。

「據我所知，先前從來沒有人如此詳細地比較人類和蝙蝠的紅血球。」科斯說。

褐山蝠廣泛分布於歐洲、亞洲和北非，冬季會休眠，最低可以在攝氏零下7度的低溫中生存。

研究團隊觀察了這三個物種的紅血球在三種溫度下的反應，分別是攝氏37度（約為人類和這兩種蝙蝠的核心體溫）、攝氏23度（一般室內溫度），以及攝氏10度（褐山蝠開始冬眠的氣溫）。

隨著溫度降低，兩種蝙蝠和人類的紅血球都變得更厚、更硬，不過蝙蝠紅血球的厚度變化比硬度更為明顯。溫度愈低，蝙蝠紅血球的厚度與硬度比率就愈大。相較之下，人類紅血球的厚度與硬度比率始終不變。

研究作者們推測，這些比較堅韌的細胞為蝙蝠帶來很大的優勢：經過這番改變，細胞可在低溫之下停留在肺部毛細血管和肌肉中更久，促進全身的氧氣吸收及分配。

科斯補充說，埃及果蝠或許仍保有祖先的細胞適應能力，雖然牠們已不再用於冬眠。