艺术家描绘的火星基地概念图。NASA 火星和我们正越来越近。NASA计划在30年内将人送上火星，埃隆·马斯克只打算用——开始只是访问，但最终还是要在火星上建造一个自给自足的城市。在9月的演讲中，马斯克为人类指出了两条“基本路线”：一条是永远呆在地球，迎接终将到来的大灭绝；另一条是成为一个太空文明，成为一个多行星物种。 假如我们登上火星，所处的环境将和地球迥异。为了适应微重力、高辐射和无菌环境，人类身上将会发生一系列自直立行走、大脑发育成熟以来，最为显著的变化。
1975年，三位佚名艺术家根据当时所知描绘的火星“生命”形态。NASA / JPL这种变化在一开始就是迅速的，虽然也是细微的。第一批移民的数量不会多——马斯克的飞船只能载100人——在他们身上立即会发生“奠基者效应”。少数新个体在新环境中建立新群体后，就会发生这种效应。假如我们只往火星运送100个移民，那么他们在身高、发色，得糖尿病或乳腺癌机率等方面的基因概率，往往不能代表他们原本所属群体的共性。也就是说，他们身上无论有什么样的特征，都有可能代代相传，而无关自然选择。这将导致土生土长的火星移民明显有别于地球原住民。举例来说，假如所有前往火星的宇航员都有一头红发，那么我们管火星叫红色行星的理由就能多出一条。随着火星上的新生代越来越多，这种变化会变得越来越明显。由于重力只有地球的三分之一，在火星上怀孕和生小孩会更加困难。针对老鼠胚胎发育的研究表明，微重力下母鼠成功生下幼仔的概率要低得多。有趣的是，体外受精却并不怎么受重力减弱的影响，但在某些情况下，仍会导致胚胎发育不良。虽然原因不明，但这足以表明，哺乳类包括人在火星上怀孕可能会遭遇更多的并发症。人类在火星上的演化，无形中多了一个地球上原本没有的压力。微重力同时会导致骨骼质量以每月1%至2%的速度流失。两三年后，在火星上定居的人可能会发现自己的骨骼轻了一半——怀孕妇女的流失速度会更快，因为妊娠需要大量的钙。骨骼密度下降使人更容易受伤，尤其容易导致髋部和脊椎骨折。在火星上受这样的伤无疑等同于灾难，因此那些骨骼密度天生较高的人——那些和人类祖先更相似的人——活下去的机会更大，也更有机会把基因传给下一代。多代以后，在火星上生活的人会拥有比地球居民更加结实的骨骼，他们表面上看起来会更强壮。
火星多功能基地概念图。NASA移民也要适应火星上的高辐射量。没有了磁圈和大气层的保护，火星持续经受着高能宇宙射线、强烈紫外线和太阳粒子的轰击。500天内人类在火星表面所经受的辐射剂量是美国最低安全标准的六倍。宇航服或地下掩体能够提供有限的防护，但是假如我们要在火星上种庄稼、盖房子，还是得出来。辐射会伤害DNA，会引发一系列可能导致癌症的突变。也就是说，火星移民的患癌率要比地球居民高。但它也能推动基因变异，加速演化进程，产生有利于火星生存的特性。基因变异，可能会引领我们找到保护自己免受辐射伤害的方法。在地球上，我们的皮肤会产生黑色素，这是一种天然的防晒霜。人类的皮肤色素，是过量辐射和辐射不足两种状况间平衡的产物。前者会破坏DNA，后者会导致骨骼无法正常发育。许多生物利用黑色素来保护自己免受辐射伤害，比如生活在切尔诺贝利核反应堆废墟里的黑色真菌。防护效能最强的黑色素是真黑色素，它能使皮肤变成深棕色或黑色。皮肤中真黑色素含量较高的人，适应火星高辐射环境的能力更强，因此最终火星移民的皮肤颜色会比地球居民深。另一方面，强烈的辐射可能会促使人类皮肤分泌出新色素。类胡萝卜素是胡萝卜之所以呈现为橙色的原因，许多植物和微生物都能分泌这种色素，用来防护太阳辐射。许多动物体内也有类胡萝卜素，但大部分来自食物。一个例外是豌豆蚜。这种微小的昆虫通常是绿色的，但有时会呈现红色，因为它们能够制造类胡萝卜素。研究显示，豌豆蚜的这种基因是从霉菌中获取的。这表明在罕见的情况下，动物能够从其它生物体内借取组织，用来生产色素。假如亮橙色的皮肤有益，那么火星上的严酷环境可能会让这种事情发生的可能性变大。新的研究结果显示，高剂量的辐射也会对大脑产生不利影响，它在实验中能够改变老鼠的空间记忆能力和冒险行为方式。这是一个严重的威胁。但是假如同样的敏感性发生在人类身上，那么自然选择就会更加偏向于那些较不易受影响的个体。他们的后代可能会演化出更擅长抵御有害辐射的大脑，以便更好地适应火星环境。他们后代的太空探险能力可能会更强，更适合前往比邻星b这样的遥远宜居行星。微生物群落也是一个问题——它们生活在我们的身体内外，且对我们发挥着十分重要的影响。与我们共生的这些微小生命，并不是我们天生就有的。诞生之时，我们从母体那里获取；幼年期，我们从父母、兄弟姐妹、朋友，以及环境中获取。然而生活在火星上的孩子，所处的环境却和地球完全不同，那里没有完整的微生物群落。虽然科学家认为火星上可能会有微生物，但到目前为止仍然没有确凿的证据表明它们存在。（即使存在，可能也完全不同。）有益微生物的缺乏，会严重地伤害火星移民的身心健康。即便是在地球上，城市人口体内菌落的密度也是偏低的，因为在这样的环境中，我们总是会想尽办法让自己保持清洁，对环境进行消毒。从防止流行病的角度来看，这样的做法是有必要的。比如许多曾经肆虐一时的疾病天花就已经被疫苗消灭，卫生设施的发达和抗生素的运用也有效地控制了许多疾病。但是假如这场人类和微生物间的战争没有节制，也会伤害许多对我们身体有益的微生物种。这些微生物中有一些已经和我们相伴了上千年，现在却濒临灭绝。对于微生物来说，移民火星这一步实在是跨得太大了。失去它们对我们是不利的。微生物群落密度偏低的人更容易患肥胖症、I型糖尿病，也更容易患过敏、哮喘、腹腔疾病和某些癌症。实验证明，高洁净环境中的老鼠和兔子体内无法形成微生物群落，继而会导致非常严重的后果。它们的免疫系统和神经系统无法正常发育，它们从食物中获取营养的能力也会变得很弱。生活在我们肠道的微生物在我们消化的过程中扮演着重要角色，因此假如火星移民体内缺失微生物，他们的食譜就必须调整。科学家需要制造一些经过工程处理的食物。它们必须只包含简单的糖、蛋白质和脂肪，以便人体在没有微生物协助的条件下消化。从另一方面考虑，我们也可以把一些有益的微生物带上火星，和我们一同演化。细菌的生命周期是短的，一些细菌每30分钟就会繁殖一次，它们比人类的演化速度要快得多，因此它们适应环境变化的速度更快。它们突变的速度，也会在辐射的影响下变快。相同的情况也会发生在随我们一同前往火星的动植物以及它们体内的微生物身上。在火星上定居，终将会播下新型生态系统的种子。火星的改造，会使火星上出现一个和地球相当不同的生态系统。
火星定居点想像图。NASA有一个好消息，那就是火星上可能不会有传染病。虽然病毒和病菌有可能遂我们一同前往火星，但是漫长的旅途，也是一个非常有效的隔离所，能够降低传染病在火星移民群体中发生的概率。人类的传染病大多来自动物，特别是鸟类和哺乳类。炭疽和狂犬病来自驯养的牛、羊、狗；莱姆病来自野生动物。新传染病，比如埃博拉和寨卡的出现，一个重要原因也是人类接触了被感染的动物。假如想避免同样的情况在火星上发生，那我们就不能带鸟和哺乳类到火星去。我们可以带经过驯养的某些昆虫，它们较少携带能够传染给人类的疾病，而且它们吃得也少。但从另一方面来看，没有了传染病，火星移民的免疫系统会发生退化——就像阑尾那样——甚至也有可能完全消失。退化的原因，还不仅是因为疾病的缺乏——发射和着陆过程中所承受的身心压力，密闭空间中的生活，以及微重力的影响，会使宇航员的免疫系统发生自我抑制。缺乏免疫力的火星移民回到地球，会有生命危险。前往火星的地球居民也有可能灭绝火星移民。而且这种巨大的风险往往是毫无征兆的，它隐藏在许多看似无害的近距离接触——比如性交中。综合考虑这一切——无法和地球居民通婚、奠基者效应、微生物群落的变化、严酷环境中的自然选择、微重力——我们得到的信息是明显的：移民火星可能会导致一个新的人类物种出现。类似的情形经常发生在孤岛动植物身上——比如达尔文那只著名的雀。在地球的孤岛上，完成这一过程需要上万年；但在火星上，由于突变速度加快，环境截然不同，这个过程会被大大缩短。几百代人，大约六千多年后——一个新的人类物种就会在火星上出现。1950年，雷·布莱伯利在其短篇小说集《火星编年史》中描写了一个已被人类殖民的未来火星世界。那时火星移民后代的皮肤是棕色的，眼睛是黄色的。他们已经没有兴趣再和地球保持联络。有这样一位移民，这样问她的丈夫：“你想过没——太阳系第三行星（地球）上会不会有人？”她的丈夫回答说：“第三行星没有能力维持生命。我们的科学家说，那里的大气含氧量太高了。”布莱伯利的小说很有先见之明。假如地球发生灾难，移民火星对于我们的长期生存是必要的。但是这个做法，也有可能会永远地改变我们。
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