太空之旅：斑马鱼的563次宇宙探险

跟着神舟十八号航天员进太空

斑马鱼凭啥脱颖而出？

航天员在太空如何养鱼？

“太空养鱼”为了啥？

随着神舟十八号载人飞船发射并与空间站对接成功，跟随乘组一同进入太空的“斑马鱼”也引发了大家的关注。那么，斑马鱼究竟是一种什么样的鱼呢？它们又为何有幸成为我国首次“太空养鱼”的主角呢？

斑马鱼究竟是什么鱼？

斑马鱼是鲤形目，鲤科，短担尼鱼属的硬骨鱼类，它们的野生种群主要分布于印度东部、孟加拉国、尼泊尔等地的溪流之中。斑马鱼因体侧具有5-7条延伸至尾部的水平蓝色条纹类似斑马而得名，成年个体体长在3-4厘米之间，寿命约3-5年。

斑马鱼集群生活，群体内的个体通过相互撕咬和追逐确定社会等级，因此它们被认为是一种社会性鱼类。通常情况下，一群斑马鱼中等级较高的斑马鱼，会在选择产卵场位置以及获取食物资源等方面拥有优先权利。

在野生环境下，斑马鱼一般都在白天外出活动，以小型甲壳动物、蠕虫、藻类为食。到了晚上，斑马鱼则会躲藏在相对安全的礁石下或水草丛等处。

斑马鱼的头小吻短，体型细长而略呈纺锤形。它们的性别差异仅凭肉眼即可分辨，雄鱼的条纹是深蓝色间柠檬色，臀鳍棕黄色并有明显的条纹，而雌鱼全身则是蓝色条纹间银灰色条纹，臀鳍则为淡黄色。

自从20世纪50年代，斑马鱼作为实验动物被用于毒理学研究，并取得一系列成功开始，它们就陆续被应用到生命科学、健康科学和环境科学等领域的研究中，到现在已经成为了仅次于大鼠和小鼠的第三大实验动物，也是一种常用的模式动物。所谓模式动物是实验动物中的一种，指用于揭示某种具有普遍规律生命现象的生物物种，又被称为“活的试剂”。目前，科学家使用的模式动物主要有啮齿类、非人灵长类、猪、兔、犬和斑马鱼这六大类。

作为脊椎动物的一员，斑马鱼还拥有其他脊椎动物少有的超强自愈再生能力。研究发现，当把斑马鱼的尾鳍切除后，其切口处会被上皮细胞封闭，随后上皮细胞增厚，之间的间质细胞也开始分化增殖，并逐渐形成胚基，仅用两周的时间就可以迅速再生出完整的尾鳍。另外，斑马鱼的心脏、肝脏、皮肤、脊髓、视网膜等器官都可以再生。

为什么选择斑马鱼？

1957年11月，一条名叫“莱卡”的流浪狗搭乘前苏联史普尼克2号人造卫星进入太空。因此，莱卡成为了著名的太空犬，前苏联为它发行过邮票，俄罗斯给它建立了纪念馆。

然而，莱卡却并不是第一种进入太空的动物。第一种进入太空的动物其实是1946年7月被美国“V2火箭”送进太空用于研究高空辐射造成的影响的“果蝇”。

那么，神舟十八号为何要选择“斑马鱼”作为“养殖”的对象呢？

“太空养鱼”应该叫在轨水生生态研究项目，它是中国空间站从征集到的近千个科学项目中遴选出的项目之一。主要内容就是以斑马鱼和金鱼藻为研究对象，在轨建立稳定运行的空间自循环水生生态系统，实现我国在太空培养脊椎动物的突破。

研究发现，斑马鱼的基因与人类基因相似度高达87%，其早期胚胎发育过程跟人类高度相似，这也是斑马鱼成为主要实验动物的原因之一。同时，斑马鱼与哺乳动物各项机能相似度很高，它们也有骨骼肌肉，可以进行微重力对肌肉、骨骼系统影响的研究，非常符合神舟十八号任务的目标。并且，斑马鱼的个体很小，繁殖力又很强。神舟十八号的航天员预计在轨6个月，在此期间斑马鱼不但能够繁殖数次，而且产卵量又很高，胚胎仅需24小时便可发育成熟，因此选择斑马鱼更加有利于科学家展开研究。

同时，我国对实验用斑马鱼的繁殖、培育都很成熟。全世界三大斑马鱼资源库之一就在武汉中科院水生生物研究所。

正因为如此，斑马鱼才会是迄今为止，我国空间站除了航天员之外，迎来的第一种脊椎动物。

航天员在太空如何养鱼？

“太空养鱼”听起来似乎很简单，但实际上却非常不容易。在空间站的微重力条件下，水会“漂”走，同时斑马鱼游动时摆动鱼鳍也会将周围的水给“推开”。所以，在太空饲养斑马鱼必须有一个完全密闭的鱼缸，以及给鱼投食、输氧和给水藻提供照明的保障系统。

要把装满水密闭的鱼缸以及里面的斑马鱼和金鱼藻送上太空也并非易事。因为，科学家还得要保证它们在发射过程中仍然“生龙活虎”，才能进行下一步的实验。科学家将特制的“太空鱼缸”称为小型受控实验组件，它将会被安装在神舟十八号的上行水生支持装置内。

上行水生支持装置会为“太空鱼缸”提供适宜的温度以及LED光源，来满足其内的金鱼藻进行正常的光合作用。而光合作用产生的氧气，又能维持水生生态系统的氧含量平衡，以满足斑马鱼的需求。

飞船入轨并和空间站对接之后，航天员会将它们转移到问天实验舱的生命生态实验柜小型受控生命生态实验模块中开展在轨实验。同时，各种实时监测系统，会记录下这个生态系统中发生的关键参数，并将数据传回地面。

在长达半年的在轨飞行过程中，“太空鱼缸”里面的1升多水、4条斑马鱼、一些金鱼藻和微生物在这个密闭空间中，大致能够形成一个自给自足的生态循环系统。在这个生态系统中斑马鱼相当于“消费者”，吃进食物排泄粪便并呼出二氧化碳。金鱼藻相当于“生产者”，它吸收斑马鱼排出的二氧化碳并产生氧气。微生物则相当于“分解者”，分解斑马鱼排出的粪便，并为金鱼藻提供营养物质。

如果在空间站驻留期间斑马鱼产卵，实验装置还会将这些鱼卵收集并储存起来。等航天员结束任务返回地面时，一并将它们带回地面以供科学家进行研究。

那么，我们大费周章地进行“太空养鱼”的目的又是什么呢？

在此之前，我们的宇航员就进行过太空养蚕实验。其目的是在于验证在微重力环境下，蚕吐出的丝的纤维强度、纤维韧性以及纤维粗细等数据。然而，太空养鱼选择的是鲤科的小型鱼类“斑马鱼”，显然不是为了水产养殖。

据相关科学家介绍，“太空养鱼”是为了更好地了解生物在微重力环境下的生长机理，更加深入地探索生物在太空中的适应性和生长规律。通过这项研究，将为以后人类更长时间在太空驻留，建立更为完善的生态循环系统和生命支持系统产生深远的影响。 袁玉清/文