4月25日晚8點59分，中國發(fā)射了神舟18號載人飛船。記者從4月24日舉行的神舟18號載人飛行任務新聞發(fā)布會上了解到，神舟18號將推出國內(nèi)首個在軌水生生態(tài)研究項目，以斑馬魚和金魚藻為研究對象，在軌道上建立穩(wěn)定的運行空間自循環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)中國在太空培養(yǎng)脊椎動物的突破。

那斑馬魚和金魚藻到底有什么特別之處呢？為何能夠成為我國第一個研究軌水生生態(tài)的對象？

斑馬魚是一種理想的實驗動物。

“因為斑馬魚是現(xiàn)代生命科學、健康科學、環(huán)境科學等研究領(lǐng)域的重要模式動物。斑馬魚是太空養(yǎng)魚的首選，相當于動物界的老鼠，是理想的研究樣本。”4月24日發(fā)布會后，記者致電中國科學院水生生物研究所研究員王高鴻。作為項目研發(fā)人員，王高鴻和他的團隊正忙著為今天的斑馬魚和金魚藻做準備。

所謂“模式生物”，是指一種可以用來研究和揭示某些有機體基本規(guī)律的生物現(xiàn)象的生物。簡單來說，就是理想的實驗動物。

目前，斑馬魚已被國際標準化組織認可為五種魚類實驗動物之一，是繼大鼠、小鼠等哺乳動物之后的第三大實驗動物，也是目前唯一適合高通量藥物篩選的脊椎動物。

據(jù)報道，斑馬魚比較小，一般只有3-4厘米；生命力強，卵量大，每年繁殖能力可達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記，易于觀察和操作。主要組織器官原基在受精后24小時形成，促使生物學家對許多一對魚生產(chǎn)的后代進行不同的實驗，并在顯微鏡下詳細跟蹤實驗胚胎。

不僅如此，斑馬魚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87%，與哺乳動物的各種功能機制高度相似。它們具有骨骼和肌肉，可以研究微重力對肌肉和骨骼系統(tǒng)的影響。它們是理想的脊椎動物研究樣本，符合這項任務的目標。

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

記者了解到，2012年之前，國內(nèi)對斑馬魚的研究非?！靶”姟保挥猩贁?shù)實驗室正在進行相關(guān)研究。然而，為了生命科學研究，科學家們開始建立斑馬魚“國家隊”。

2012年，國家斑馬魚資源中心正式落戶武漢中科院水生生物研究所，成為中國唯一的斑馬魚數(shù)據(jù)庫。目前已被國際學界公認為世界三大斑馬魚數(shù)據(jù)庫之一，產(chǎn)量占全球30%。

現(xiàn)在全球有超過1500個斑馬魚實驗室，光是我國就有超過300個實驗室使用斑馬魚進行相關(guān)的科學研究。

金魚藻和斑馬魚是“黃金搭檔”

記者了解到，與斑馬魚“組隊”上天的還有金魚藻。金魚藻有什么獨特之處？

金魚藻是一種單性植物，雌雄同株或異株。它的生長不一定需要土壤。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。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，金魚藻還能吸收水生生態(tài)系統(tǒng)中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，有助于降低水中的營養(yǎng)鹽含量，從而減少水中的營養(yǎng)問題，適合為斑馬魚提供生存條件。

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

但是，要真正實現(xiàn)“太空養(yǎng)魚”并不容易，首先如何解決重力問題是個大問題。

參與項目研發(fā)的中國科學院上海技術(shù)研究所結(jié)構(gòu)設(shè)計師田清表示:“在太空微重力環(huán)境下，‘魚缸’必須關(guān)閉，否則水會‘飄走’，斑馬魚會在游動時推開水。因為太空沒有浮力，斑馬魚必須依靠自己的適應能力來調(diào)整自己在水中的姿勢，適應微重力環(huán)境?！?/p>

因此，在中國空間站的“問天”實驗艙里，科學家們專門建立了一個以斑馬魚為研究對象的小而封閉的生命生態(tài)系統(tǒng)。這個封閉的“水族箱”大約有1升多水、45條斑馬魚、一些藻類和微生物。其中，魚是這個生態(tài)系統(tǒng)的“客戶”，藻類相當于“生產(chǎn)者”，而微生物則充當“分解者”。

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

這個研究的科學意義是什么？

據(jù)報道，建立軌道水生生態(tài)系統(tǒng)不僅對理解微重力環(huán)境下生物的生長機制具有重要意義，而且對未來長期載人航天任務中的生態(tài)循環(huán)和生命支撐系統(tǒng)設(shè)計也有深遠影響。通過這項研究，科學家可以更深入地探索太空中生物的適應性和生長規(guī)律，為未來建立更完善的太空生態(tài)系統(tǒng)提供科學依據(jù)。

原題：“到底是什么樣的神仙魚，居然可以乘坐神州十八號上天？”

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