引力未解之谜：生命需要重力吗？
发表刊物：新科学家（NewScientist）
发表日期：2009年6月10日
杂志的发行号：2712
译者：王士杰 首发于《译言》
地球上的生命是否依赖重力才能存活？
植物确实是那样。查尔斯•达尔文（Charles Darwin ）是证明有根植物都带有重力探测器第一位西方科学家：称为铅垂线（plumb line）【1】的重力方向线，它能有效地使植物产生向上或向下的感觉。若把植物花盆转而侧放，则会发现植物的根茎继续向着地球的中心的方向茁长。
在太空里生长的植物，显示出它们的根系分不清方向，它们不能很好地吸收营养和水分，淀粉量【2】的不足就是由此产生的很多副作用之一。某些在低重力下所长出的种子，甚至会产生为基因【3】不正常的植物。
动物如果被剥夺了重力，会遭遇到一大串问题——尽管其详情我们还不清楚。位于加拿大新斯科舍省哈利法克斯的达尔豪西大学的生物学家理查德·瓦塞尔萨格(Richard Wassersug)【3】说：“我们曾把动物在太空生活这种实验已经做了半个世纪，然而还没有让单个哺乳动物（在太空中）度过它整个的生命周期。” 我们知道可能从试验开始就出现了问题。俄罗斯和平号空间站【4】进行的实验发现：与正常情况相比，只有极少数的鹌鹑蛋会孵化小鹌鹑。在太空里生下的鹌鹑蛋即使从蛋壳里孵出了小鹌鹑，也会异乎寻常地会产生畸形。
接着在美国 “发现号”航天飞机上由肯德基快餐公司自资助的试验，研究了鹌鹑的胚胎在太空中的发育过程，发现16个胚胎中没有一个能孵化成为小鹌鹑的。在正常的重力条件下，蛋黄位于蛋壳的旁边，可是在微重力条件下，蛋黄却漂浮在蛋白的中间。使胚胎和蛋壳之间气体传送产生了问题，这对胚胎的发育起着至关重要的作用。瓦塞尔萨格认为这些困难以后可能用适当的工程技术予以解决，既然孵不出来，再放回去也不管用。所以不是说放回去，而是说别太早放上去。即便胚胎能（在太空里）存活并最终孵化，看到白天太阳的光芒，会出现甚至更大的问题。在微重力下所孵化出来的小鹌鹑不能很好地为自己找到平衡和确定方向，不能予以饲养。两栖动物【6】存在着呼吸问题。它们的本能是为呼吸空气而往上，太空里不存在怎样往上的问题。
人类由于另外的原因也存在着怎样呼吸的问题。在太空里的宇航员因为没有重力把他的横膈膜【7】向下拉，这样就使他的肺活量减小了。更糟糕的是在微重力的环境下，肺的位置向上移动，进一步减小了人的肺活量【8】。这对于一次短期的太空航行，还不能认为是一个很大的问题，可是对于诞生在太空里的婴儿来说，他们又会发生些什么呢？
“如果你从一个只会爬行的婴儿成长为一个成人，而肺活量又这样小，我们就无从知道将会发生些什么？” 瓦塞尔萨格说，“有很多理由，让我们相信即使他们在年轻的成长阶段就会有不少严重的问题。” 就连一些本来很简单的事，也会遇到麻烦：例如，不能把你的肺里的痰液咳干净。这个问题和其他一些看来好像比较小的并发症。“当你到达性成熟的时期，就有可能会给你带来很大的很危险”，瓦塞尔萨格继续说。
此外还存在着骨质疏松【9】的问题。为了正常地上成长，我们的骨质密度必须随着体重的增加而加强。太空站机组成员回到地球后，表明人们的肌肉在微重力状态下也会受到了严重的损失——可能会使妇女在太空中不能自然分娩。
谁也不知道长时间居住在太空里会对人们产生那些影响。“很难估计，我们对失重状态下的成长和发展的知识知道得实在太少了?”，瓦塞尔萨格说。
译注：
【1】铅垂线(plumb line)：由于地球的自转运动，地球上任一点都要受到离心力和地球引力的双重作用，这两个力的合力称为重力，重力的方向线称为铅垂线。
【2】淀粉(Starch)是植物光合作用的产物，是最丰富的天然高分子资源之一，具有价廉、可再生、可生物降解等优点，符合现代环境友好材料的要求。
【3】基因（Gene,Mendelian factor），也称为遗传因子。是指携带有遗传信息的DNA序列，是控制性状的基本遗传密码单位。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。 基因有两个特点，一是能忠实地复制自己，以保持生物的基本特征；二是基因能够“突变”，突变大绝大多数会导致疾病，另外的一小部分是非致病突变。非致病突变给自然选择带来了原始材料，......
【3】理查德·瓦塞尔萨格(Richard Wassersug),2000年诺贝尔生物学奖的获得者，表彰他对南美洲哥斯达黎加一种蝌蚪的味觉的比较研究。
【4】俄罗斯和平号空间站（the Russian Mir space station)，它是1986年发射到地球轨道上的，是迄今为止体积最大、应用技术最先进、设施最完备。2002年3月23日，坠入大气。
【5】美国“发现”号航天飞机”（The US space shuttle Discovery）于2009-3-31 美国东部时间15日19时43分（北京时间16日7时43分），美国“发现”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。这是美国今年首次发射航天飞机，“发现”号此次“堪称完美”的发射也为其一波三折的发射历程画上了圆满的句号。
【6】两栖动物(Amphibians)顾名思义，就是“过两种生活，一半营水生，一半营陆生。但这也导致它们容易受到来自水中和陆地各种危险的双重袭击”，布劳斯汀说...
【7】横膈膜（diaphragm） 人或哺乳动物胸腔和腹腔之间的膜状肌肉。 详述 横膈膜收缩时胸腔扩大，松弛时胸腔缩小。 横膈膜 原来它是作为协助心脏机能的肌肉，从直肌系统的颈部分化来的，在两栖类上即可看到其原始的型式。在胚胎发育的时期，由腹侧生出的腹侧隔膜和从背侧生出的背侧隔膜两者愈合而成。偶尔，在人等个体上，这种愈合有不完全的时候，称为横隔膜疝。在横隔膜的中央有较大的范围缺乏肌肉，这一部分由腱膜构成。在横隔膜上，还可见到通......
【8】肺活量(lung capacity，vital capacity)指的就是用最大力吸氣之後，所能呼出的最大空氣量，或是用最大呼氣後，所能吸入的最大空氣量，正常男性的肺活量大約是4,800毫升。
【9】骨质疏松（bone loss）：1994年WHO专家会议对骨质疏松(Osteoporosis 简称OP)的定义：骨质疏松是是以骨量减少，骨组织微细结构破坏，骨脆性增加，从而导致骨折危险性增加为特征的一种系统性、全身性骨骼疾病。2001年美国NIH 提出的骨质疏松定义：以骨强度为特征的骨骼疾病，导致骨折的危险性增加，强度反映的是骨密度与骨质量的总和。临床表现和体征主要是疼痛，其次为身长缩短、驼背、骨折及呼吸系统障碍。
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