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神舟十八號為何帶“斑馬魚”上太空?

來源:極目新聞 時(shí)間:2024-04-25 10:04:34

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據(jù)人民日報(bào)報(bào)道,經(jīng)空間站應(yīng)用與發(fā)展階段飛行任務(wù)總指揮部研究決定,我國瞄準(zhǔn)4月25日20時(shí)59分發(fā)射神舟十八號載人飛船。


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神舟十八號乘組(圖源:新華社)


報(bào)道稱,本次神舟十八號將上行實(shí)驗(yàn)裝置及相關(guān)樣品,將實(shí)施國內(nèi)首次在軌水生生態(tài)研究項(xiàng)目,以斑馬魚和金魚藻為研究對象,在軌建立穩(wěn)定運(yùn)行的空間自循環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)我國在太空培養(yǎng)脊椎動物的突破。


網(wǎng)友們紛紛評論道“太空養(yǎng)魚”不再是夢。那么,此次神舟十八號準(zhǔn)備養(yǎng)的“斑馬魚”是個(gè)什么物種呢?為什么要選擇它呢?


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斑馬魚資料圖(圖源:央視新聞)


與人類基因高度相似


資料顯示,斑馬魚體長只有3~4厘米,生命力旺盛,繁殖能力強(qiáng),一年可以繁殖6~7次。更重要的是,斑馬魚和人類基因有87%的高度相似性,是一種模式生物(可用于研究與揭示生命體某種具有普遍規(guī)律的生物現(xiàn)象的一類生物)。


據(jù)了解,在中國空間站的“問天”實(shí)驗(yàn)艙,科學(xué)家專門構(gòu)建了以斑馬魚為研究對象的小型密閉生命生態(tài)系統(tǒng)。這個(gè)密閉的“水族箱”中約有1升多水、四五條斑馬魚,還有些藻類和微生物。其中魚類是這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的“消費(fèi)者”,藻類相當(dāng)于“生產(chǎn)者”,微生物則充當(dāng)“分解者”。


斑馬魚呼出二氧化碳給藻類進(jìn)行光合作用,藻類產(chǎn)生氧供給斑馬魚,這對組合就構(gòu)成了一個(gè)自給自足的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。


上海技物所空間生命科學(xué)儀器研制團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張濤表示:“未來人類有望在太空建立基地或在太空駐留足夠長時(shí)間,資源上的自給自足非常必要?!?/p>


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“斑馬魚-水草-微生物”小型受控生命生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建(地面模擬實(shí)驗(yàn))(圖源:上觀新聞)


“當(dāng)然不是為了水產(chǎn)養(yǎng)殖”


早在2023年,中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)總指揮助理張偉就曾透露,中國空間站中的密閉生態(tài)小型培養(yǎng)箱可以飼養(yǎng)斑馬魚?!爱?dāng)然,這不是為了水產(chǎn)養(yǎng)殖”,張偉笑著說,空間站中飼養(yǎng)斑馬魚的試驗(yàn),主要是研究在小型密閉系統(tǒng)中,魚和微生物的相互作用?!耙?yàn)榘唏R魚是脊椎動物,還可以利用斑馬魚研究骨丟失現(xiàn)象?!?/p>


但是,要真正實(shí)現(xiàn)在“太空養(yǎng)魚”并非易事,首先重力如何解決就是一大難題。


上海技物所結(jié)構(gòu)工程師田清打了個(gè)比方,“在太空微重力環(huán)境下,‘魚缸’必須密閉處理,不然水會‘飄走’,斑馬魚游動起來也會將水推開。因?yàn)樘諞]有浮力,斑馬魚必須靠自己的適應(yīng)能力,調(diào)節(jié)在水中的姿態(tài),適應(yīng)微重力環(huán)境?!?/p>


為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,航天員必須給魚類喂食、供氧,為藻類提供營養(yǎng)液、照明,同時(shí)滿足該系統(tǒng)pH值、溶氧、溫度、電導(dǎo)率等指標(biāo)要求,并能進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)、魚卵收集、廢物處理等操作,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)和能量的自主平衡及穩(wěn)定運(yùn)行。


田清表示,“這套‘天上養(yǎng)魚’系統(tǒng)是個(gè)密閉的自動化系統(tǒng),它能監(jiān)測和控制系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)并傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、圖像等?!?/p>


除了養(yǎng)魚,還種了菜


作為“農(nóng)業(yè)大國”兼“航天大國”,既然有了自己的空間站,那怎么能少了種菜呢?


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中國空間站種的生菜(圖源:央視新聞)


早在2016年,“天宮二號”就成功進(jìn)行了生菜在軌培養(yǎng)試驗(yàn),這也是我國首次在太空人工栽培蔬菜,當(dāng)時(shí)并沒有讓航天員在軌食用,而是將植物采樣帶回進(jìn)行生物安全性檢測。


隨著科研人員不斷對栽培基質(zhì)和裝置進(jìn)行升級,神舟十四號航天員乘組在軌期間,利用植物栽培裝置成功栽培了生菜、小麥和矮稈番茄等植物。此外,神舟十四號航天員乘組還首次實(shí)現(xiàn)了在軌食用種植的生菜。


航天員蔡旭哲吃完“太空生菜”后說道,“在太空種菜我覺得和地面還是有一點(diǎn)不一樣,生菜我覺得可能對陽光的需求不是那么高,我覺得生菜長得還不錯(cuò)。說起味道怎么樣,我覺得吃起來味道美極了,因?yàn)檫@個(gè)生菜是在太空空間站里面,沒有受到任何的污染,而且給它澆的水也都是空間站里面的再生水,而且是經(jīng)過TOC檢測合格的水,用這樣的水澆灌長起來的生菜,能夠吃到這樣的生菜,我覺得真是很幸福、很幸運(yùn)?!?/p>


中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員倉懷興表示,如果把植物在空間的相關(guān)規(guī)律研究透徹,就可以進(jìn)一步培育適合在空間種植生長的糧食作物,將來甚至可以到火星種糧食!


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