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太空之旅:斑马鱼与神州十八号的奇妙征程!

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太空之旅:斑马鱼与神州十八号的奇妙征程!


新华社酒泉4月25日电 4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,取得圆满成功。在空间站工作生活期间,神舟十八号航天员乘组将进行多种科研活动,其中就包括需要实验动物斑马鱼参与的空间生命科学实(试)验项目。

  1. 为什么航天任务需要实验动物?

人类之所以能迈向地球外的空间,实验动物的铺垫和牺牲发挥了重要且不可替代的作用。在尝试载人航天之前,科学家需要多次把实验动物送入太空来验证动物是否能在地球外的空间生存。

最先进入太空的动物是果蝇,1947年,美国科学家将一批果蝇送向太空,目的是研究太空辐射对生物的影响。1957年,科学家将一只名叫莱卡的狗送入太空——这是第一只“飞出地球”的哺乳动物。这次科研任务证明哺乳动物可以在失重状态下生存,但遗憾的是,莱卡最终因太空舱故障而殉职。1959年、1961年,科学家先后将恒河猴和黑猩猩送上太空,为载人航天和后续的空间生命科学实(试)验项目奠定基础。

  1. 斑马鱼作为实验动物的优势

斑马鱼自身有诸多有利于生命科学探索的生物学特性,比如可以通过光来控制产卵时间,1天可以成长到人类胚胎1个月的成长状态,其生长发育过程、组织系统结构上与人有很高的相似性等。斑马鱼和人类在基因和蛋白质的结构和功能上表现出很高的保守性,因此常被用作研究人类疾病发生机制的模式动物,可用于建立心血管疾病、恶性肿瘤、眼科疾病、神经系统疾病、骨骼相关疾病等人类特殊疾病模型,进行相应疾病机制的研究。

鱼缸中的斑马鱼在光照下呈现艳丽的色彩

  1. 把斑马鱼送上太空的目的

此次科学家带斑马鱼上天,主要目的并不是研究人类疾病,而是验证水生生态在太空是否能够正常运行。我们都知道在地面养鱼,水和气是分离的,鱼缸不用装满水,而在太空中由于失重的原因,水和气难以分离,所以鱼缸应该是满的。一个生态系统构成的基本要素是生产者、消费者、分解者和无机环境。与斑马鱼组成小型生态系统的另一个主要成员是金鱼藻,金鱼藻(生产者)通过光合作用产生氧气,供斑马鱼(消费者)呼吸,而斑马鱼呼吸所产生的二氧化碳又会提供给金鱼藻来进行光合作用,加上一些水生微生物(分解者),在鱼缸内(无机环境)形成了基本的生态系统。这是我国学者在太空培养脊椎动物一大突破,以此为基础,后续便可以使用更高等的动物在太空构建更复杂的生态系统。

“斑马鱼-水草-微生物”小型受控生命生态系统构建(地面模拟实验) 来源:中国科学院

这一次开展小型水生生态系统研究后,未来还要开展陆地生态系统的研究,将小鼠带上太空,用它来做实验,探索人类在太空长期生存和适应的问题。

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