11月4日，神舟十八號(hào)航天員乘組返回地球，一起回家的，還有國(guó)內(nèi)首次在軌水生生態(tài)研究項(xiàng)目——「太空養(yǎng)魚」的回收水樣樣本。
當(dāng)日上午10時(shí)，科研人員在北京空間應(yīng)用中心取到樣本後，乘坐高鐵將其運(yùn)回中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所（以下簡(jiǎn)稱「水生所」）。
4尾小魚「飛天」
今年4月25日，來自武漢的4尾斑馬魚「乘坐」神舟十八號(hào)一飛沖天，隨航天員一同入駐中國(guó)空間站，成為承載實(shí)驗(yàn)重任的「魚航員」。半年多來，神舟十八號(hào)任務(wù)期間，這一由4尾斑馬魚與4克金魚藻組成的二元密閉生態(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。
斑馬魚是一種常見的觀賞魚，它們體長(zhǎng)約3-5厘米，因身體兩側(cè)從頭至尾佈滿多條藍(lán)色條紋而得名。它們活潑好動(dòng)，成群結(jié)隊(duì)游動(dòng)時(shí)，猶如奔馳的斑馬群。
為何選擇斑馬魚上太空？科研人員稱，斑馬魚與人類基因組相似度高達(dá)87%，被稱為「模式生物」（用於研究和揭示普遍生物學(xué)規(guī)律的生物物種），對(duì)於探索生命科學(xué)、理解人類疾病的致病機(jī)理和研發(fā)新型藥物都意義重大。
2010年，在「第一屆全國(guó)斑馬魚研討會(huì)」上，朱作言院士、孟安明院士等40多位研究學(xué)者一致呼籲，儘快建立國(guó)家級(jí)的斑馬魚資源中心。2012年10月，國(guó)家斑馬魚資源中心在水生所正式成立。目前，這裏已成為國(guó)際學(xué)術(shù)界公認(rèn)的與位於美國(guó)的國(guó)際斑馬魚資源中心和位於德國(guó)的歐洲斑馬魚資源中心並列的全球三大斑馬魚資源庫(kù)之一。
近兩年，國(guó)家斑馬魚資源中心的科技支撐能力躍居全球首位，有力支撐了我國(guó)成為科研體量全球首位的斑馬魚研究大國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有500多個(gè)實(shí)驗(yàn)室利用斑馬魚開展科研工作。
跨越半個(gè)世紀(jì)的科研「長(zhǎng)征」
水生所是我國(guó)淡水魚類生物學(xué)研究的權(quán)威機(jī)構(gòu)，在這裏誕生了世界首例轉(zhuǎn)基因魚和體細(xì)胞克隆魚。
按照國(guó)家的長(zhǎng)期航天規(guī)劃，我國(guó)還將建立地外星球基地，如月球基地。要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的載人航天活動(dòng)就需要有受控生態(tài)生命支持系統(tǒng)（CELSS）的技術(shù)支撐。此時(shí)，水生生物的機(jī)會(huì)就來了。譬如，藻類就可以像植物一樣進(jìn)行光合作用，與航天員組成一個(gè)互補(bǔ)的氣體交換系統(tǒng)，養(yǎng)殖魚類則為航天員提供鮮活的動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng)。
水生所很早就參與了我國(guó)的CELSS研究。1968年，水生所就試驗(yàn)利用小球藻產(chǎn)氧氣供海軍在潛艇中呼吸。此後，在劉永定研究員帶領(lǐng)下，水生所取得一系列的階段性研究成果，包括聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院8個(gè)單位研製了通用生物培養(yǎng)箱，完成了包括高等植物幼苗、藻類、小型動(dòng)物、微生物、藻類與水生動(dòng)物在內(nèi)的多次空間飛行實(shí)驗(yàn)。
據(jù)介紹，與斑馬魚一同進(jìn)入太空的金魚屬於多年生沉水植物，主要作為水質(zhì)淨(jìng)化、肥料和觀賞之用。水生所趙進(jìn)東院士和李濤研究員等科研人員近年來陸續(xù)進(jìn)行了水生植物種質(zhì)資源保藏、水生植物基因組學(xué)等研究工作，為此次空間實(shí)驗(yàn)提供了遺傳背景清晰的無菌純系金魚藻。
為深空探測(cè)提供科學(xué)支撐
水生所研究員王高鴻介紹，和人類一樣，魚類在太空環(huán)境中生存也面臨著適應(yīng)性問題?？蒲腥藛T通力協(xié)作，打造了一套周密的生態(tài)系統(tǒng)，金魚通過光合作用產(chǎn)生氧氣供給魚呼吸，魚的排泄物又給金魚藻提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們相互之間既是生產(chǎn)者又是消費(fèi)者，組成一個(gè)看起來很小很簡(jiǎn)單，但實(shí)際上內(nèi)部複雜的科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。在飲食方面，專門設(shè)計(jì)了魚食，用注射器推進(jìn)「魚缸」。
在空間站，航天員成功開展了水樣樣品採(cǎi)集和魚食盒更換操作，發(fā)現(xiàn)了斑馬魚在微重力環(huán)境下表現(xiàn)出腹背顛倒游泳、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)圈等定向行為異常現(xiàn)象。
斑馬魚的性成熟周期為3個(gè)月，全年都可繁殖，一對(duì)健康的斑馬魚產(chǎn)卵量可高達(dá)一次300枚以上。未來，科學(xué)家們還將探索，如何在太空讓斑馬魚繁殖下一代。
水生所國(guó)家斑馬魚資源中心主任孫永華研究員介紹，在此之前，中國(guó)空間站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了植物的全生命周期培養(yǎng)，這一次斑馬魚上天是首次在中國(guó)空間站實(shí)現(xiàn)了脊椎動(dòng)物的長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)，為我國(guó)今後在太空開展水生生物和生命醫(yī)學(xué)的研究，未來帶更多的脊椎動(dòng)物上天奠定了很好的科學(xué)基礎(chǔ)。
後續(xù)，水生所將利用返回的回收水樣、魚卵等樣品，結(jié)合斑馬魚空間運(yùn)動(dòng)行為視頻等，開展空間環(huán)境對(duì)脊椎動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育與行為的影響研究，為未來人類長(zhǎng)期在軌和深空探測(cè)提供科學(xué)支撐。（記者 鄒慧 實(shí)習(xí)記者 張晗嫣）
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