影院 玉阙斑马鱼 航天新发现

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在北京航天飘动赶走中心拍摄的生效对接后的神舟十八号载东说念主飞船和空间站组合体的模拟画面。新华社发

在神舟十八号载东说念主飘动任务中，由四条斑马鱼和金鱼藻组成的水生生保系统随飞船上行。新华社发

2024年11月4日，神舟十八号载东说念主飞船复返舱在东风着陆场着陆。新华社发

2024年11月4日，中国空间站第7批空间科学实验样品随神舟十八号飞船奏凯复返。其中，复返的斑马鱼培养水基和在天外中产的卵等实验材料成为“明星”。2024年4月25日，几位特别“乘客”斑马鱼奉陪3名航天员一都启航去天外。这是我国初度在空间站实施在轨水生生态探究面目，以斑马鱼为探究对象，在轨确立空间自轮回水生生态系统。辐照20天后，固然在微重力下，斑马鱼出现腹背倒置、旋转、转圈等荒谬情况，但总体状况精熟。科研东说念主员蓝本算计它们只可存活一个月，但赶走令东说念主不测，这些斑马鱼在天外存活了6个月，生命力松弛。为什么要在天外养鱼？天外养鱼给航天带来什么新探索？

1.模式生物有何价值

在生命科学探究中，斑马鱼是一种常见的模式生物。在说天外养鱼之前，咱们先来望望我国进行过哪些天外生命科学探究，以及模式生物探究对生命科学探究有什么价值。

在2001年辐照的神舟二号上，我国初度进行了微重力环境下的空间生命科学实验，开展了植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验。

2021年10月，诈欺随神舟十三号参加天外的就有心肌细胞，中国空间站奏凯完成了首个活细胞探究。“玉阙课堂”的第一堂课，展示了天外失重条目下心肌细胞“钙信号闪耀”，半年后心肌细胞随神舟十三号复返大地。协作团队对心肌细胞进行深刻探究，揭示在天外微重力下心肌细胞出当代谢重塑，阻断硫胺素的吸收，并进一步形成细胞骨架重塑和钙稳态失衡，教唆恒久在天外飘动需和蔼硫胺素在心血管系统驻防中的作用。

在神舟十八号载东说念主飞船生效辐照的同期，神舟十七号航天乘组也佩戴着30多公斤的宝贝——中国空间站第六批空间科学实验样品安全总结，其中有东说念主成骨细胞和骨髓间充质干细胞。通过升起再复返的经由，探究团队有契机深刻探究微重力环境下的细胞响应机制，发现微重力对细胞生物学转录组和卵白组的具体影响。在天外空间环境里，成骨细胞活性会裁汰，航天员和老年东说念主也会存在骨质流失的气候。探究成骨细胞和骨髓间充质干细胞若何样抵抗骨流失状况，关于航天医学和老年医学探究具有热切兴趣兴趣。

离体细胞实验固然具有资本较低、操作便捷、变量可控、外部干扰少等优点，但无法实足模拟复杂的生命举座生理环境，如免疫系统、代谢路线和步履等方面的变化，无法径直反应生物体内的复杂相互作用，因此践诺到整个这个词生物体或东说念主类时要严慎，还应获取举座动物实验赶走的支合手。由此可见，模式生物在推进生命医药科学发展经由中施展了极其热切的作用。

2.天外养鱼为啥承袭斑马鱼

斑马鱼看成四大模式生物之一，其基因与东说念主类基因相似度高且体形小、繁衍快、发育周期短，成为生命科学规模模式生物的“后发先至”，被称为“水中小白鼠”。

斑马鱼是原产于南亚恒河流域的袖珍鱼类，体形呈纺锤状，因全身布满多条深蓝色纵条纹似斑马而得名。成年斑马鱼体长一般只好3～4厘米，约为小鼠体长的1/3，体重更是只好其1/50傍边。

斑马鱼具有鱼类体外受精、繁衍快、发育周期短的脾气：一尾雌鱼每次产卵数目约有200至400枚；早期胚胎发育透明；从受精卵到能游动大要只需4天，孵出后约3个月不错达到性老练；成鱼粗略每隔一周产卵一次，寿命一般在2至3年。

斑马鱼是“淡水鱼一哥”鲤鱼的远亲，与东说念主类的遗传亲缘关系仅次于大、小鼠等脊椎动物。在系统组织结构和滋长发育腐臭方面，与东说念主类有很高的相似性，在基因和卵白质的结构和功能上也推崇出很高的保守相似性，因此是探究东说念主类疾病发期望理的优良动物模子，被平素应用于造血、心血管、肾和骨骼联系，以及肿瘤、癫痫、药物成瘾等疾病探究。

可否确立一个能养小鼠的天外动物实验平台，以便深刻探究空间微重力环境对动物骨骼、肌肉、神经和免疫等方面的影响？小鼠饲养会产生排泄物并蒸发多半的废气，带它上天外开展实验，领先需要一个阻塞的过滤轮回安装，以处理小鼠产生的废料。而斑马鱼整个这个词受精和发育均在水体中进行，不会在水体外产生废料和废气，相较于小鼠就相配适今日外搭载实验。在未攻克阻塞的过滤轮回安装时间配景下，如要开展举座动物实验，斑马鱼是比拟理思的实验对象。

3.怎么在天外养鱼

为斑马鱼提供一个相宜的糊口环境，不仅需要富含氧气的优良水质，还需要律例的日夜节拍以及足够的食品供给等。斑马鱼的温度耐受范围只好15～40摄氏度，水温24～29摄氏度是相宜范围，对pH值也有要求，应该赶走在7.0～8.0之间；同期需要水质的电导率在每厘米500～800微西门子傍边；对总氨氮、溶化氧等都有要求。实验室的斑马鱼需要饲养在自动及时监测和赶走温度、pH值和电导率的自动轮回水系统中，其自身的生理周期需要每天10小时光照和14小时灰暗环境。在天外养鱼，一样也需要处理这些问题。

在空间站微重力条目下，天外养鱼用的“玉阙水族箱”，骨子上是搭载4条斑马鱼和4克金鱼藻的密闭水容器空间。斑马鱼和金鱼藻，是科学家尝试了好多种鱼和水草之后筛选出来的家具。金鱼藻是多年生千里水草本植物，无根，茎有分枝不错漂荡，生命力强。要是把它一分为二，两部分都不错存活和长大，适合性极强，无需水草泥也可千里浸于水中。天外并无地球的日夜节拍，水生支合手安装为金鱼藻提供了LED光源，保证金鱼藻正常进行光协作用，确保这个生态系统的氧含量能得志斑马鱼的糊口需求。

处理了氧气问题，另一个坚苦则是斑马鱼的食品问题。由于天外微重力的原因，斑马鱼无法正常食用普通鱼食，残余的鱼食也会浑浊水体。因此，科学家们探究出一套喂食安装，并开发了相宜斑马鱼食用的天外餐。他们想象了一种特别且便于更换的鱼食盒，通过一根细管一语气水族箱一侧，每天用打针器像挤牙膏似的喂鱼食，让斑马鱼尽量吃完，以减少残余对水体的浑浊。同期，斑马鱼吃剩的鱼食和产生的排泄物，不错通过管说念运送到金鱼藻那儿，为其提供滋长所需的养分物资。由此，科学家在水族箱内搭建了一套微型生态系统，让斑马鱼和金鱼藻二者形成相互共生的关系。

第四播播

空间站的袖珍受控生命生态实验组件看起来很马虎，骨子上是个复杂的科学实验系统，不错完了自动喂食、温度赶走、光照赶走等。在“天外水族箱”这个实验模块，除了水族箱外，剩余的空间则安排了赶走与监测开采，比如轮回水泵、不雅测相机、pH值检测开采等，大地科学家通过这些开采对斑马鱼进行及时监测。水族箱只须看护相宜的酸碱度和电导率，有足够的氧气，便能确保斑马鱼健康地糊口。大部分情况下无需科学家干扰。

小鱼们会在天外产卵，因此要启动专用安装网罗鱼卵。这是一个尝试性、探索性很强的责任，亦然本次实验最道理之处。这些卵被航天员带回大地后，科学家会开展更深刻的探究，进一步不雅测天外对鱼卵孵化的影响等。该面目还可将汇集的水样带回大地，供进一步探究。为幸免小鱼和水藻在空间站示寂后衰弱变质，实验面目终局后，航天员们将它们送到货运飞船，在货运飞船复返地球时，会在与大气层的摩擦中自燃而焚毁。

4.为什么要去天外养鱼

斑马鱼与东说念主类基因组成相似，探究它将会在生物医药科研规模产生一系列有影响的孝敬，兴趣兴趣紧要。东说念主类疾病联系基因中有84％不错在斑马鱼中找到对应基因，在要津性的卵白靶点区域，相似性接近100％。连年来，斑马鱼看成模式动物，平素应用于生命系统发育基础探究、医学规模疾病模子确凿立、靶向药物的筛选，以及环境监测等多个规模，渐渐成为医学、生命科学和环境科学规模中不能短缺的器具生物。

天外空间环境主要有高真空、强辐射、微重力、弱磁场和温差大等脾气。微重力会激发东说念主体多种病理生理气候，如心血管功能退却、免疫机能下落、骨丢失肌肉萎缩、内分泌重大等，其作用机制一直是空间生物学效应探究热切的科学课题之一。微重力激发的这些生物学效应，不仅严重影响航天员的体魄健康和工罪人果，更制约了东说念主类在天外的停留时候，使之成为中恒久载东说念主航天飘动的一大退却。而天外养鱼不错通过开展天外空间环境对脊椎动物机能与步履的影响探究，为空间密闭生态系统物资轮回探究提供撑合手，匡助东说念主类更好、更全面地了解天外环境对基因、细胞和生命举座的影响。这不单是是对东说念主类自己的探索，也关乎科研东说念主员对未知规模的不断探求。同期，天外养鱼实验还将为我国在天外农业、生态轮回等规模的探究提供有利参考。

更热切的是，天外养鱼实验的生效实施，将为我国完了在天外培养脊椎动物这一算计打算迈出要津一步。空间站的水生生态系统褂讪开动，能够为航天员恒久驻留天外及载东说念主火星任务等深空探伤提供初步的生命支合手依据。后续，科学家将诈欺复返的水样、鱼卵等样品，有计划斑马鱼空间畅通步履视频等，开展空间环境对脊椎动物机能与步履的影响探究。不错预期的是，东说念主类一朝确立起自食其力的天外生态系统，那么远赴深空恒久生活、责任也将不再是梦思。

（作家：崔建林影院，系南开大学医学院医学外洋协同翻新中心高档实验师）