新浪科技讯 北京时间10月7日消息，据国外媒体报道，在过去12000多年中，人类文明使地表发生了显著改变。但与前往其它星球建立栖息地相比，这些改变几乎不值一提。几百年来，地球上的许多变化都与农业和食品生产有关。而在其它星球上，种种变化将不仅来源于对食品的需求，还来自对空气等消耗品的需求。
合成生物学对于火星早期试点任务和探索任务而言至关重要，将成为创造外星球长期聚居地过程中不可或缺的一部分。这是因为我们已经在地球上生活了数十亿年，只适应地球提供的独特环境。
在外星世界创造类地环境
除了地球之外，生活在其它太阳系行星上均需要采取宇航员在太空中相同的防护措施。要想支持生命存在，星球环境必须宜居，并且必须可持续发展，才能允许人类长期生活。与低地轨道短期飞行任务或月球探索任务不同，太空殖民者无法依赖从地球运送空气、水和食物等物资，而需要在外星世界自食其力。他们需要用当地资源生产消耗品，打造类地环境，并实现空气、水和食物的循环利用。
缺乏建立可持续生命支持系统的技术是人类太空探索屡受批评的原因之一。除此之外，航天飞行的高昂成本、对人类生命的巨大威胁等因素也使之饱受质疑。考虑到计算机、机器人和纳米技术的惊人进步，似乎没有理由不用机器探测器替代人类进行太空探索。但若要避免由于自然或人为灾难导致人类灭绝的厄运，就不能如此权衡轻重。
太空政策专家与太空航行学家路易斯·弗里德曼在所著书籍中对两种观点均表示出赞许之意。他在书中指出，人类要想在长期内得以幸存，必须将月球或火星选作第二家园，建立外星殖民地，并且需要尽快完成。但在进行深空探索时，最好将任务丢给机器人。他的理由是，先进的生物科技可以将视觉、听觉和其它感官体验上传至人脑，使虚拟的遥远星际旅行比实际航行更舒适宜人。这样一来，何苦让脆弱的人类承受巨大的风险呢？
至于多大的风险可算在可以承受的范围内，也许各人自有定论，但除了实现虚拟太空探索之外，生物科技还能减少决定亲自穿越太空的人类面临的风险。加州大学伯克利分校航天工程师与合成生物研究员阿莫尔·梅内兹认为，人类建立太空殖民地主要面临六点挑战，可以用合成生物学来解决。
合成生物学与太空殖民的挑战
梅内兹与同事解释道，第一项挑战当属资源利用。与美洲大陆的早期殖民者不同，首批前往月球与火星的殖民者无法以捕鱼为生，但他们可以用月球或火星土壤栽种作物。月球上有冰块，可以融化取水。利用电化学反应还可从月岩中提取水和氧气。宇宙飞船上通常将二氧化碳作为人类废弃物排掉，但外星球殖民者则可将这些废气当成生产食物的碳元素来源。植物和部分光合作用细菌已经能够实现这一过程，但借助基因工程，产生食物的碳固定过程将更具效率。未来我们还可根据实际情况进行专项调整，使月球和火星土壤与光合作用达到最优化。除了生产食物外，经过基因工程改造的微生物还可将火星和月球上的物质转化为火箭燃料，或用来处理废物。
除了利用当地资源，太空殖民者还需要开展大规模制造活动。梅内兹认为，经过基因工程改造的微生物可生产生物水泥（biocement）、生物高分子聚合物（polymers）、黏合剂、以及其它建筑材料。除了处理固体废料和生产食物之外，基因经过修改的微生物还将在生命支持系统中发挥重要作用。而该论文将生命支持系统视作人类在太空中长期生存的第三项挑战。
至于第四点挑战，研究人员认为当属太空医学和人类健康。药物就地合成便属于基因工程在该领域的应用实例之一。由于药物很容易受宇宙辐射影响，从地球上输送药品并不现实，因此该技术对于外星殖民将至关重要。与此同时，经过改造的微生物也许能用来生产放辐射涂层和其它生物防护材料。
太空机械控制系统为第五点挑战。出于和药物类似的原因，太空殖民者最好在外星球就地生产电子元件。生物合成技术将不失为一种好方法。
最后一项挑战名叫“地球化”（terraforming），梅内兹和他的团队认为该问题最为棘手。无论在月球、火星、甚至小行星上，生活在加压舱里并非长久之计。要想长期定居、生生不息，人类需要看到、并感受到与地球类似的自然环境，四处草木繁茂、遍布江河湖海。
地球化是指，将火星或金星这样的行星转变为拥有可呼吸的大气和适中温度的星球。科学家认为该过程从理论上而言是可行的，但要使火星这样的行星完全转变，需耗费数百、甚至上千年时间。因此太空殖民支持者建议减少野心，采取部分地球化举措，即只对外星球的部分地区开展地球化。例如，我们可以用穹顶将月球上的大型撞击坑封住，只需几年时间便可实现内部环境的地球化。在火星上，我们可以选取某个岩洞。在小行星上，我们则可以在其中钻洞，在内部开展地球化，甚至可通过快速旋转产生与地球相当的重力环境。无论哪种情况，经过基因工程改造的微生物均为部分地球化过程中的关键。不积跬步，无以至千里。我们可以先从打造小规模类地环境开始，也许未来可逐渐扩大至整颗行星。
如果将人类长期定居外星球作为目标，经过基因改造的微生物便是成功的关键。若果真如此，且避免灭绝的保障措施有其意义，这便意味着人类的存亡需依赖生物技术能否持续发展。（叶子）
