斑马鱼。
资料照片(pian)
水生生保系统（备份件）。
新华社记者 金立旺摄
神舟十八号航天员乘组进驻中国空间站已近1个月(yue)，一系列空间科学实(shi)验有序开展。此次随航天员一同(tong)来到空间站的还有一批特(te)殊(shu)“乘客”——4条斑马鱼。神舟十八号任(ren)务期间，4条斑马鱼将与4克金鱼藻组成小型水生生态系统，实(shi)现中国在空间培养脊(ji)椎动物方面的突破。
搭(da)建小型水生生态系统
斑马鱼是(shi)一种常(chang)见(jian)的观赏鱼，体长约4-6厘米(mi)，因身(shen)体两侧从头(tou)至尾布(bu)满多条蓝色条纹而得名。它(ta)们性情温和、活泼好动，成群结队游动时，犹如奔驰的斑马群。
这次来到“太(tai)空之家”的4条斑马鱼承担“重任(ren)”——借(jie)助由斑马鱼和金鱼藻组成的小型水生生态系统，科学家将研究空间环境对(dui)鱼类生长发育、生态系统运行与物质循环的影响。
进入空间站后，斑马鱼生活如何？专家介绍，空间站小型受控生命生态实(shi)验组件由神舟十八号航天员转移(yi)至问天舱生命生态实(shi)验柜中开展实(shi)验后，目前(qian)在轨运行稳定、4条斑马鱼状态良好。
中国科学院上海技术物理研究所研究员郑伟波说，目前(qian)，航天员成功开展了(le)两次水样样品采集和1次鱼食盒更换操(cao)作，发现了(le)斑马鱼在微重力环境下表现出腹背颠倒游泳、旋转运动、转圈等定向行为(wei)异常(chang)现象。后续科学家将利用返回的回收水样、鱼卵等样品，结合相关(guan)视频开展空间环境对(dui)脊(ji)椎动物生长发育与行为(wei)的影响研究，同(tong)时为(wei)空间密闭(bi)生态系统物质循环研究提供支撑。
和人类一样，在太(tai)空环境中生存，鱼类也面临着适应(ying)性问题。为(wei)此，科学家打(da)造了(le)一套周密的生态系统。
在问天舱生命生态实(shi)验柜小型受控生命生态实(shi)验模(mo)块中，鱼类、植物和微生物协同(tong)参与——藻类光合作用产生的氧气供斑马鱼呼吸，鱼呼出的二(er)氧化碳供藻类进行光合作用，进食产生的粪便则提供了(le)藻类生长的养料。在饮食方面，科学家专门(men)设计了(le)鱼食，用注(zhu)射器推进“鱼缸”。
这套“太(tai)空鱼缸”看上去很(hen)简单，实(shi)际上面临着不少已知和未(wei)知的考验。在太(tai)空中，鱼类生存的氧气不够怎么办？水变(bian)浑了(le)该如何处理？面对(dui)可能出现的问题，科学家设置了(le)紧急供氧系统、水质置换系统等诸多“配套”功能。
为(wei)了(le)让斑马鱼在空间站更好地存活，航天员必须给鱼类喂食、供氧，为(wei)藻类提供营养液、照明，同(tong)时还要满足该系统pH值、溶氧、温度(du)、电导率等指标要求(qiu)，并进行参数调节、鱼卵收集、废物处理等操(cao)作。
为(wei)理解生命科学提供帮(bang)助
除了(le)研究空间环境对(dui)脊(ji)椎动物生长发育与行为(wei)的影响之外，科学家还期待着斑马鱼能够在太(tai)空中产卵。
斑马鱼的繁殖周期约7天，1年可连续繁殖6-7次，产卵量高。专家表示，一旦发现小鱼排卵，系统将启动专用的排卵装置，把鱼卵收集起来。
为(wei)何选择斑马鱼作为(wei)研究对(dui)象？专家介绍，斑马鱼与人类基(ji)因组相似(si)度(du)高达87%，被(bei)称为(wei)“模(mo)式生物”（可用于研究与揭示生命体某种具(ju)有普(pu)遍规(gui)律的生物现象的一类生物）。此前(qian)在中国空间站种植的拟南芥和水稻，同(tong)样也是(shi)“模(mo)式生物”。
专家介绍，斑马鱼体型小，具(ju)有体外受精、体外发育、早期胚胎(tai)透明等特(te)点，科学家可以完整观察研究其发育过程，这对(dui)于理解人类生命科学、疾病预防和治(zhi)疗(liao)以及(ji)药物研发等意义重大。
上世纪70年代，美国遗传(chuan)学家乔治(zhi)·施特(te)雷(lei)辛(xin)格首次对(dui)斑马鱼进行发育生物学研究。得益于其特(te)性，斑马鱼在发育生物学、遗传(chuan)学、基(ji)础医学、药理学、毒理学、药物研发以及(ji)生态环境评价等诸多领域得到广泛应(ying)用，成为(wei)生物学家的“爱宠”。
斑马鱼进入太(tai)空的时间也很(hen)早。1976年，斑马鱼随着苏联“礼炮五号”空间站进入太(tai)空。此后10余(yu)年间，苏联多次通过联盟(meng)火箭与宇宙系列卫星将斑马鱼等送入太(tai)空，开展在轨生物载荷实(shi)验。
2012年，日本将一个水生舱送入了(le)国际空间站的日本实(shi)验舱，用于研究微重力对(dui)海洋(yang)生物的影响。3年后，日本实(shi)验舱利用18条斑马鱼进行肌肉实(shi)验，为(wei)制定航天员保健策略(lue)提供了(le)参考和指导。
空间站90余(yu)项实(shi)（试）验相继开展
除了(le)“太(tai)空养鱼”，神舟十八号还将利用舱内科学实(shi)验机柜和舱外载荷，在微重力基(ji)础物理、空间材料科学、空间生命科学、航天医学、航天技术等领域，开展90余(yu)项实(shi)（试）验，其中包括(kuo)实(shi)施国际上首次植物茎尖干细胞功能在轨研究，揭示植物进化对(dui)重力的适应(ying)机制，为(wei)后续定向设计适应(ying)太(tai)空环境的空间作物提供理论支撑。
中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主(zhu)任(ren)林西强此前(qian)表示，中国空间站已在轨实(shi)施了(le)130多个科学研究与应(ying)用项目，在空间生命科学、航天医学、空间材料科学、微重力流体物理等方向已取得重要成果，在国际一流期刊发表论文280余(yu)篇。
利用高温科学实(shi)验柜开展的新型材料空间生长研究项目，中国首次在空间获得了(le)地面难以制备的高质量晶体材料，对(dui)高性能多元半导体合金材料制备具(ju)有指导作用；利用生物技术实(shi)验柜开展的人骨细胞定向分化的分子靶点研究、对(dui)骨骼肌影响的生物学基(ji)础研究等项目，取得的成果为(wei)促进骨折、脊(ji)柱损伤修复等骨质疾病的防治(zhi)，以及(ji)对(dui)抗肌萎缩、防治(zhi)代谢性疾病提供了(le)新的解决方案。
林西强表示，中国将继续坚持应(ying)用为(wei)纲、效(xiao)益为(wei)先，充分发挥国家太(tai)空实(shi)验室平台优势，持续产出更多高水平成果。（本报记者 刘峣）
《 人民(min)日报海外版(ban) 》（ 2024年05月(yue)23日 第09 版(ban)）
责编：王陈(chen)逍遥、卢思(si)宇