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神舟18号任务中的太空斑马鱼生存现状及后续命运

05-21

神舟18号任务中的太空斑马鱼生存现状及后续命运

文|李律讲法

本文陈述内容皆有可靠信源,已赘述


2024年4月25日,我国神舟十八号飞船飞往天宫空间站,只是这次除了三位航天员外,还多了其他的生物,也就是四条斑马鱼,还为他们专门准备了一个浴缸。

这次神舟十八将会在太空中实验国内首次在轨水生生态项目,还配备了金鱼藻,这样一看跟平时“养鱼”也没有什么太大区别,只不过是在"太空养鱼”。

那为什么会选择带斑马鱼上太空,而不是其他的动物?实验结束之后,这些斑马鱼会怎么处理呢?

最佳实验对象

斑马鱼因表面有很多条蓝色纵纹,在水中游来游去宛如草原上奔跑的斑马而得名,属于热带鱼,水温在21-32℃是最有利于它们生长的,而且它们对水温要求并不苛刻.,甚至11℃也能够存活。

除此之外,斑马鱼对食物也不挑剔,性情还温和,作为观赏,日常饲养都是不错的选择。

刚开始时,斑马鱼确实是最常见的观赏鱼,人类的遗传学实验基本上以金鱼和鲤鱼为主,但自从1976年,苏联将斑马鱼带上了“礼炮五号”空间站,从此承载了人类的重任。

作为实验对象,容易饲养和繁殖会大大加快实验进度,而斑马鱼恰恰具备这些条件。

斑马雌鱼每周可以产卵一次,产量还特别大,每一次都是几百枚鱼卵,而且生长周期还短,只需要24小时就足以成长为能游动的胚胎个体,完全成熟只需要仅仅3个月。

更关键的是,它的胚胎发育是在外体进行的,而且还清晰可见,也就是说我们可以观察研究斑马鱼胚胎的发育过程。

养殖低成本,数量还大,适合遗传学筛选,又是一种脊椎动物很难不让生物学家将它当成实验对象。

在科学研究中,小白鼠是我们最常用的实验动物之一,不仅是因为它成本小和繁殖快,还有一个更重要的原因,那就是小白鼠的基因序列,染色体与人类有很高的相似性,斑马鱼同样也是如此。

据研究,斑马鱼基因与人类基因的相似度达到了87%,而且它体内的器官的功能与哺乳动物十分类似,甚至中毒后与人类中毒的反应也比较相似。

这也斑马鱼成为了第三大脊椎类生物,前两个分别是小鼠和大鼠,在从化斑马鱼成为常用实验动物后,人类在生物学、遗传学、医学取得了不小的的进展。

尤其是转基因技术的成功,斑马鱼功不可没,人类第一个转基因宠物就是斑马鱼.

大家在水族市场上基本上会看到发着荧光的斑马鱼,这是因为科学家将荧光基因植入到了斑马鱼体内,比如用珊瑚的红色荧光蛋白基因,水母的一系列荧光蛋白基因就会造出红色和橙黄色荧光斑马鱼品系。

不过,刚开始科学家并不是想研究更好看的斑马鱼,而是想更方便研究它们的发育情况,可没想到斑马鱼的荧光强度与水的质量有关,为科学家减轻了不少负担。

植入了荧光基因的斑马鱼只能充当观赏鱼,因为将它们放生后,万一与有野生斑马鱼发生繁殖,造成后代也出现荧光基因,对人类来说就得不偿失了。

在经过多年和发展和研究之后,斑马鱼已经在多个领域得到了广泛的研究,从这也不难理解为什么只有它能上太空了。

鱼藻共生

不过也有网友提出了疑问,鱼怎么会在太空存活呢?就算它容易养殖,又如何获得氧气和合适的水源呢?

这不得不提到航天员所携带的特殊水箱了,而它让斑马鱼在太空中活下来的办法就是鱼和藻类共生,也就是说斑马鱼和金鱼藻既是生产者又是消费者。

简单来说,金鱼藻可以通过光合作用为斑鱼鱼提供氧气,而斑马鱼的排泄物又可以给金鱼藻提供营养物质,微生物可以充当“分解者”,共同组成一个简单又自给自足的生态系统。

听起来简单,但想要真正做到是非常困难的,因为是在太空中“养鱼”不像在地球上那么简单,在太空重力环境下,水箱必须密封,不然水会“飘”出来,斑马鱼的也可以让出水“飘”出来。

在封闭环境下,航天员需要将鱼饵送到水中,但又不能像陆地上直接抓起一把饵料撒进去,那航天员应该怎么喂食呢?

每次喂食都需要用注射器的方式一点一点的推进去,而且鱼饵也是特殊的,像牙膏状一样。

除了必不可少的氧气和食物之外,规律的阳光也是鱼类安全生长的基本要素,所以在水箱上有专门制作的光源,不仅保证藻类的光合作用,还会给斑马鱼提供合适的环境。

为了生态系统正常运行,航天员每天必须查看各种指标要求,还要进行适当调节,收集鱼卵等任务。

可别觉得收集鱼卵这项任务简单,斑马鱼的鱼卵非常小,用肉眼分辨是很难的。我们只能通过相机来观察鱼卵的状况,只要鱼产卵,航天员就通过特殊的装置,将鱼卵回收过来。

这也是我国的首次尝试,也是本次实验最具有特点的地方,做好一切之后就可以近距离观察研究了,但一个新的问题就来了,这些斑马鱼能存活多久呢?

按照官方的说话,大概率是一个月左右,在此期间斑马鱼和金鱼藻都可以安全存活,航天员也可以趁这个时间采集样品,测试指标,记录实验数据。

不过一个月的时间只是初步预测,斑马鱼具体存活多长时间还不知道,还需要根据天上具体的情况。

灭活处理理由

到目前为止,我国的“太空养鱼”实验已经过去了二十多天了,差不多一个月了,那4条斑马鱼的情况究竟如何呢?

据研究员王高鸿所说,斑马鱼的状态良好,只不过会发生腹背颠倒游泳、旋转运动、转圈等异常状态,航天员在此期间也进行了两次样品采样和一次鱼食盒更换。

虽然斑马鱼出现了异常行为,但也不用过于的担心,这些都是正常现象,科学家可以结合采样的数据和斑马鱼异常的视频,重新研究太空环境对就脊椎动物的生长和发育的影响。

这会对我们未来的太空作业提供很大的帮助,科研本身就是一步一步走来的。

我国早在2016年就开始了太空人工蔬菜栽培,如今已经实现了可食用的在轨种植的生菜,现在神舟十八号又实现了“养鱼”,这样的的意义非同凡响。

不过令人感到惋惜的是,这4条斑马鱼在项目结束之后会进行灭活处理,也就是说不会跟着航天员一起返回地球。

很多网友觉得,这可能和荧光基因斑马鱼情况相类似,为了保护生物多样性,不得不对它们进行灭活处理。

其实,这种想法是不对的,荧光基因斑马鱼放生后确实会破坏生物多样性,但我们也没有对荧光基因斑马鱼进行灭活处理,而是把它放到更适合的位置—观赏。

另外,斑马鱼只是在太空实验中模拟在地球上的生活情况,为之后人类在太空中长时间生存铺路,难道在太空重力生活过,会对地球的生态环境有影响吗?这样的说法显然是没有道理的。

其实,主要灭活处理的原因比较简单,如果细心的话也可以猜出来,因为前文有简单的提到。

“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)

前文曾提到斑马鱼正常生存的时间初步计划一个月,至于具体存活多久还要看具体情况,但这个时间大概率不会超过航天员返回地球所用的时间。

在航天员返回地球的时候,无法像往常一样给喂食,也无法进行适当调节,极大可能会造成个别的斑马鱼死亡

在飞行器中,航天员也不可能马上将死鱼取出来,密封的水箱会让原本简单的动作变得异常复杂,可要是不及时取出来的话,会造成水质变差,微生物增多,其他斑马鱼说不定也难逃一死。

综合考虑之下,不如用灭活的方式,不让剩余的斑马鱼在有限的空间内承受痛苦,也算给它们一个“痛快”。

飞上太空的斑马鱼虽不能返回地球,但如果这次实验取得圆满成功的话,说不定它们的下一代有可能在地球上出生,也算它们为了科研事业的进步默默奉献,也为我们提供了宝贵的实验数据。

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参考资料:

中国新闻网,2024-05-19,《中国空间站上4条斑马鱼怎么样了?科学家称目前状态良好》

上观新闻,2024-04-26,《从“草根”到承载太空实验重任的“天上明星”,为什么是斑马鱼?》

环球网,2024-04-25,《中国空间站将首次养鱼!“上天”的为何是斑马鱼?》

极目新闻,2024-04-24,《神舟十八号为何带“斑马鱼”上太空?专家:与人类基因高度相似》

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