飛向太空的斑馬魚

隨著神舟十八號載人飛船發射并與空間站對接成功，跟隨乘組一同進入太空的斑馬魚也引起了大家的關注。那么，斑馬魚為何能有幸成為我國首次“太空養魚”的主角呢？

斑馬魚究竟是什么魚？

斑馬魚是鯉形目，鯉科，短擔尼魚屬的硬骨魚類。它們的野生種群主要分布于印度東部、孟加拉國、尼泊爾等地的溪流之中。斑馬魚因體側有5～7條延伸至尾部的水平藍色條紋，類似斑馬而得名，成年個體體長在3～4厘米之間，壽命約3～5年。

斑馬魚集群生活，群體內的個體通過相互撕咬和追逐確定社會等級，因此它們被認為是一種社會性魚類。通常情況下，一群斑馬魚中等級較高的斑馬魚會在選擇產卵位置和獲取食物資源等方面擁有優先權利。

斑馬魚一般是在白天外出活動，以小型甲殼動物、蠕蟲、藻類為食。到了晚上，斑馬魚則會躲在相對安全的礁石下或水草叢等地方。

斑馬魚的體形細長而略呈紡錘形。它們的雌性差異僅憑肉眼即可分辨，雄魚的條紋是深藍色間檸檬色，臀鰭為棕黃色并有明顯的條紋。雌魚全身是藍色條紋間銀灰色條紋，臀鰭為淡黃色。

自從20世紀50年代，斑馬魚作為實驗動物被用于毒理學研究，并取得一系列成功開始，它們就陸續被應用到生命科學、健康科學和環境科學等領域的研究中，到現在已經成了僅次于大鼠和小鼠的第三大實驗動物，也是一種常用的模式動物。所謂模式動物是實驗動物中的一種，指用于揭示某種具有普遍規律生命現象的生物物種，又被稱為“活的試劑”。

作為脊椎動物的一員，斑馬魚還擁有其他脊椎動物少有的超強自愈再生能力。研究發現，當我們把斑馬魚的尾鰭切除后，其切口處會被上皮細胞封閉，隨后上皮細胞增厚，之間的間質細胞也開始分化增殖，并逐漸形成胚基，僅用兩周的時間就可以迅速再生出完整的尾鰭。另外，斑馬魚的心臟、肝臟、皮膚、脊髓、視網膜等器官都可以再生。

為什么選擇斑馬魚？

神舟十八號為何要選擇斑馬魚作為“養殖”的對象呢？

“太空養魚”應該叫“在軌水生生態研究項目”，它是中國空間站從征集到的近千個科學項目中遴選出的項目之一。其主要內容就是以斑馬魚和金魚藻為研究對象，在軌建立穩定運行的空間自循環水生生態系統，實現我國在太空培養脊椎動物的突破。

研究發現，斑馬魚的基因與人類基因相似度高達87%，其早期胚胎發育過程跟人類高度相似。這也是斑馬魚成為主要實驗動物的原因之一。同時，斑馬魚與哺乳動物各項機能相似度很高，它們也有骨骼肌肉，可以進行微重力對肌肉、骨骼系統影響的研究，非常符合神舟十八號任務的目標。

斑馬魚的個體很小，繁殖力又很強。神舟十八號的航天員預計在軌6個月，在此期間斑馬魚不但能夠繁殖數次，而且產卵量很高，胚胎僅需24小時便可發育成熟，因此選擇斑馬魚更加有利于科學家展開研究。

同時，我國對實驗用斑馬魚的繁殖、培育都很成熟。全世界三大斑馬魚資源庫之一就在武漢中科院水生生物研究所。

正因為如此，斑馬魚才會是迄今為止我國空間站除了航天員之外，迎來的第一種脊椎動物。

航天員在太空如何養魚？

“太空養魚”聽起來似乎很簡單，但實際上非常不容易。在空間站的微重力條件下，水會“漂”走，同時斑馬魚游動時擺動魚鰭也會將周圍的水“推開”。所以，在太空養斑馬魚必須有一個完全密閉的魚缸及給魚投食、輸氧和給水藻提供照明的保障系統。

要把裝滿水密閉的魚缸及里面的斑馬魚和金魚藻送上太空也并非易事。因為科學家還得要保證它們在發射過程中仍然“生龍活虎”，才能進行下一步的實驗。科學家將特制的“太空魚缸”稱為小型受控實驗組件，它將會被安裝在神舟十八號的上行水生支持裝置內。

上行水生支持裝置會為“太空魚缸”提供適宜的溫度和LED光源，滿足其內的金魚藻進行正常的光合作用；而光合作用產生的氧氣，又能維持水生生態系統的氧含量平衡，以滿足斑馬魚的需求。

飛船入軌并和空間站對接之后，航天員會將它們轉移到問天實驗艙的生命生態實驗柜小型受控生命生態實驗模塊中開展在軌實驗。同時，各種實時監測系統會記錄下這個生態系統中發生的關鍵參數，并將數據傳回地面。

在長達半年的在軌飛行過程中，“太空魚缸”里面的1升多水、4條斑馬魚、一些金魚藻和微生物在這個密閉空間中，大致能夠形成一個自給自足的生態循環系統。在這個生態系統中斑馬魚相當于“消費者”，吃進食物排泄糞便并呼出二氧化碳。金魚藻相當于“生產者”，它吸收斑馬魚排出的二氧化碳并產生氧氣。微生物則相當于“分解者”，分解斑馬魚排出的糞便，并為金魚藻提供營養物質。

斑馬魚如果在空間站駐留期間產卵，實驗裝置還會將這些魚卵收集并儲存起來。等航天員結束任務返回地面時，一并將它們帶回地面以供科學家進行研究。

據相關科學家介紹，“太空養魚”是為了更好地了解生物在微重力環境下的生長機理，以便更加深入地探索生物在太空中的適應性和生長規律。這項研究將為以后人類更長時間在太空駐留、建立更為完善的生態循環系統和生命支持系統產生深遠影響。