4月25日晚8點(diǎn)59分，中國(guó)發(fā)射了神舟18號(hào)載人飛船。記者從4月24日舉行的神舟18號(hào)載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會(huì)上了解到，神舟18號(hào)將推出國(guó)內(nèi)首個(gè)在軌水生生態(tài)研究項(xiàng)目，以斑馬魚(yú)和金魚(yú)藻為研究對(duì)象，在軌道上建立穩(wěn)定的運(yùn)行空間自循環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)在太空培養(yǎng)脊椎動(dòng)物的突破。

那斑馬魚(yú)和金魚(yú)藻到底有什么特別之處呢？為何能夠成為我國(guó)第一個(gè)研究軌水生生態(tài)的對(duì)象？

斑馬魚(yú)是一種理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

“因?yàn)榘唏R魚(yú)是現(xiàn)代生命科學(xué)、健康科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等研究領(lǐng)域的重要模式動(dòng)物。斑馬魚(yú)是太空養(yǎng)魚(yú)的首選，相當(dāng)于動(dòng)物界的老鼠，是理想的研究樣本。”4月24日發(fā)布會(huì)后，記者致電中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研究員王高鴻。作為項(xiàng)目研發(fā)人員，王高鴻和他的團(tuán)隊(duì)正忙著為今天的斑馬魚(yú)和金魚(yú)藻做準(zhǔn)備。

所謂“模式生物”，是指一種可以用來(lái)研究和揭示某些有機(jī)體基本規(guī)律的生物現(xiàn)象的生物。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

目前，斑馬魚(yú)已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織認(rèn)可為五種魚(yú)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物之一，是繼大鼠、小鼠等哺乳動(dòng)物之后的第三大實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，也是目前唯一適合高通量藥物篩選的脊椎動(dòng)物。

據(jù)報(bào)道，斑馬魚(yú)比較小，一般只有3-4厘米；生命力強(qiáng)，卵量大，每年繁殖能力可達(dá)6-7次，易于繁殖，需要空間研究樣品。此外，早期胚胎透明易于標(biāo)記，易于觀察和操作。主要組織器官原基在受精后24小時(shí)形成，促使生物學(xué)家對(duì)許多一對(duì)魚(yú)生產(chǎn)的后代進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)，并在顯微鏡下詳細(xì)跟蹤實(shí)驗(yàn)胚胎。

不僅如此，斑馬魚(yú)的基因和生理特征與人體非常相似，其基因組和人體基因組的同源性高達(dá)87%，與哺乳動(dòng)物的各種功能機(jī)制高度相似。它們具有骨骼和肌肉，可以研究微重力對(duì)肌肉和骨骼系統(tǒng)的影響。它們是理想的脊椎動(dòng)物研究樣本，符合這項(xiàng)任務(wù)的目標(biāo)。

神舟18號(hào)第一次在太空養(yǎng)魚(yú)，選擇了斑馬魚(yú)和金魚(yú)藻作為循環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng)的媒介，主要考慮到斑馬魚(yú)是世界第三大模式動(dòng)物，常被用作生命科學(xué)研究的樣本。

記者了解到，2012年之前，國(guó)內(nèi)對(duì)斑馬魚(yú)的研究非?！靶”姟保挥猩贁?shù)實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行相關(guān)研究。然而，為了生命科學(xué)研究，科學(xué)家們開(kāi)始建立斑馬魚(yú)“國(guó)家隊(duì)”。

2012年，國(guó)家斑馬魚(yú)資源中心正式落戶武漢中科院水生生物研究所，成為中國(guó)唯一的斑馬魚(yú)數(shù)據(jù)庫(kù)。目前已被國(guó)際學(xué)界公認(rèn)為世界三大斑馬魚(yú)數(shù)據(jù)庫(kù)之一，產(chǎn)量占全球30%。

現(xiàn)在全球有超過(guò)1500個(gè)斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)室，光是我國(guó)就有超過(guò)300個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用斑馬魚(yú)進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)研究。

金魚(yú)藻和斑馬魚(yú)是“黃金搭檔”

記者了解到，與斑馬魚(yú)“組隊(duì)”上天的還有金魚(yú)藻。金魚(yú)藻有什么獨(dú)特之處？

金魚(yú)藻是一種單性植物，雌雄同株或異株。它的生長(zhǎng)不一定需要土壤。它是一種多年生沉水草本植物，可以將整株植物沉入水中，適合在空間站生長(zhǎng)。在水中，它通常呈螺旋狀排列，主要用作水凈化劑、肥料和欣賞。

不僅如此，金魚(yú)藻還能吸收水生生態(tài)系統(tǒng)中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有助于降低水中的營(yíng)養(yǎng)鹽含量，從而減少水中的營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題，適合為斑馬魚(yú)提供生存條件。

本研究將在軌道上建立穩(wěn)定的運(yùn)行空間自循環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng)。

但是，要真正實(shí)現(xiàn)“太空養(yǎng)魚(yú)”并不容易，首先如何解決重力問(wèn)題是個(gè)大問(wèn)題。

參與項(xiàng)目研發(fā)的中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)研究所結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師田清表示:“在太空微重力環(huán)境下，‘魚(yú)缸’必須關(guān)閉，否則水會(huì)‘飄走’，斑馬魚(yú)會(huì)在游動(dòng)時(shí)推開(kāi)水。因?yàn)樘諞](méi)有浮力，斑馬魚(yú)必須依靠自己的適應(yīng)能力來(lái)調(diào)整自己在水中的姿勢(shì)，適應(yīng)微重力環(huán)境。”

因此，在中國(guó)空間站的“問(wèn)天”實(shí)驗(yàn)艙里，科學(xué)家們專門建立了一個(gè)以斑馬魚(yú)為研究對(duì)象的小而封閉的生命生態(tài)系統(tǒng)。這個(gè)封閉的“水族箱”大約有1升多水、45條斑馬魚(yú)、一些藻類和微生物。其中，魚(yú)是這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的“客戶”，藻類相當(dāng)于“生產(chǎn)者”，而微生物則充當(dāng)“分解者”。

在這個(gè)過(guò)程中，斑馬魚(yú)呼出二氧化碳，幫助金魚(yú)藻光合作用，而金魚(yú)藻可以產(chǎn)生氧氣供應(yīng)斑馬魚(yú)，這構(gòu)成了一個(gè)自給自足的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

這個(gè)研究的科學(xué)意義是什么？

據(jù)報(bào)道，建立軌道水生生態(tài)系統(tǒng)不僅對(duì)理解微重力環(huán)境下生物的生長(zhǎng)機(jī)制具有重要意義，而且對(duì)未來(lái)長(zhǎng)期載人航天任務(wù)中的生態(tài)循環(huán)和生命支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)也有深遠(yuǎn)影響。通過(guò)這項(xiàng)研究，科學(xué)家可以更深入地探索太空中生物的適應(yīng)性和生長(zhǎng)規(guī)律，為未來(lái)建立更完善的太空生態(tài)系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)。

原題：“到底是什么樣的神仙魚(yú)，居然可以乘坐神州十八號(hào)上天？”

閱讀原文

本文僅代表作者觀點(diǎn)，版權(quán)歸原創(chuàng)者所有，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖闹凶⒚鱽?lái)源及作者名字。

免責(zé)聲明：本文系轉(zhuǎn)載編輯文章，僅作分享之用。如分享內(nèi)容、圖片侵犯到您的版權(quán)或非授權(quán)發(fā)布，請(qǐng)及時(shí)與我們聯(lián)系進(jìn)行審核處理或刪除，您可以發(fā)送材料至郵箱：service@tojoy.com