靠「冬眠法」在太空旅行沉睡百年再醒來,人類做不到

作者 | 發布日期 2022 年 05 月 01 日 12:18 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


在許多科幻電影內,人類前往遙遠宇宙目的地途中會進入「冷涷艙」展開深度睡眠,以最低能量消耗在太空度過數十年,但最新研究表明此方法不可行。從新陳代謝角度來看,人類就算進入冬眠,每年仍需消耗 2.2 公斤脂肪維持身體機轉,若想在太空沉睡百年再醒來,出發前需增重超過 200 公斤,完全不切實際。

自然界從小體型的青蛙、蛇、松鼠到大體型的熊等,變溫動物、某些哺乳類動物、少部分鳥類為了度過寒冬,具有降低體溫進入類似昏睡狀態的冬眠習性,這段期間牠們不吃不喝,呼吸與心跳變得極弱極慢,靠著入睡前備好的自身脂肪撐過日子。

於是科幻電影便設想,未來人類是否也可透過大幅減少身體新陳代謝活動的「冬眠」,來執行耗時超過百年的遙遠外太空任務?

然而我們會發現除了熊,其他具有冬眠習性的動物體型都很小,智利南方大學生態學家 Roberto Nespolo、Carlos Mejias、Francisco Bozinovic 的團隊,分析不同哺乳動物在冬眠期間省下多少能量、這種睡眠狀態對動物有什麼益處,同時調查人類也進入冬眠的可行性,沒想到得出驚人結論。

與大型動物相比,小型哺乳動物冬眠通常會節省更多能量,比如一隻約 45 克的南猊(monito del monte,又稱智魯負鼠)冬眠期間節省 76% 能量消耗;然而一隻重 180 公斤的灰熊冬眠期間並未節省能量,反而是「失去」,也就是說儘管熊確實會「閉關」數月度過寒冷季節,但牠們的冬眠並不像松鼠或蝙蝠等小型動物。

研究人員進一步說明,小動物熱量消散速度比大型動物更快,平常需耗費更多能量維持體溫恆定與正常活動,但進入冬眠後無論體型大小,每克消耗的能量都恆定,也就是說體型越小、能量消耗越少,反之體型越大、消耗能量越多。也因此進入冬眠模式對小動物有益,但對大型動物來說,進入冬眠反而不斷失去能量。

回到太空旅行,太空冬眠事實上對節省能量消耗沒有幫助。研究分析指出,人類經誘導進入冬眠後每天依然需消耗 6.3 克脂肪(換算每年 2.2 公斤)維持機能運轉,若想冬眠 90 年,代表此人出發前需增胖到 204 公斤──完全不是可執行深空探索任務的健康體態。

團隊認為,人類冬眠的能量需求與一般休息的能量需求並沒太大差別,因此冒著冷卻身體、降低心率、人為抑制新陳代謝活動的風險及麻煩,可能不會帶來我們預期的結果。新論文發表在《英國皇家學會報告 B 刊》(Proceedings of the Royal Society B)。

(首圖來源:Pixabay