新聞多一度│宇航員變「魚航員」 神十八乘組和小魚狀態如何？

4月25日，神舟十八號載人飛船從酒泉衛星發射中心升空。隨著神舟十八號乘組一起進入太空的還有4條斑馬魚和4克金魚藻。5月19日，中國科學院專家介紹國內首次在軌水生生態研究項目進展情況。他們和小魚兒如何了？在太空養魚到底難在哪兒？一起來看。

中國「太空養魚」項目進展順利 「魚航員」狀態良好

5月19日，中國科學院專家在北京介紹國內首次在軌水生生態研究項目進展情況。空間站小型受控生命生態實驗組件由神舟十八號航天員轉移至問天艙生命生態實驗櫃中開展實驗後，目前在軌運行穩定、4條斑馬魚狀態良好。

4月25日，神舟十八號載人飛船從酒泉衛星發射中心升空。隨3名航天員一起進入太空的還有4條斑馬魚和4克金魚藻，用於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。

影片來源：央視新聞

據中國科學院上海技術物理研究所研究員鄭偉波介紹，目前，航天員成功開展了兩次水樣樣品採集和1次魚食盒更換操作，發現了斑馬魚在微重力環境下表現出腹背顛倒游泳、旋轉運動、轉圈等定向行為異常現象。

後續科學家將利用返回的回收水樣、魚卵等樣品，結合相關影片開展空間環境對脊椎動物生長髮育與行為的影響研究，同時為空間密閉生態系統物質循環研究提供支撐。

4月24日上午9時，神舟十八號載人飛行任務新聞發佈會上，中國載人航天工程辦公室副主任林西強表示，神十八乘組將利用艙內科學實驗機櫃和艙外載荷，在微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學、航天醫學、航天技術等領域，開展90餘項試（實）驗。

「比如，本次神舟十八號將上行實驗裝置及相關樣品，將實施國內首次在軌水生生態研究項目，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。」

為什麼上太空的是斑馬魚？

斑馬魚是原生於南亞地區的熱帶淡水魚，除觀賞價值外，也是繼小鼠和大鼠之後的第三大脊椎類模式生物，其優勢包括：每條雌魚每次產卵200～400枚，「樣本」充足，便於遺傳學篩選；體外受精發育，早期胚胎透明，能夠完整觀察研究其發育過程；成年魚長約4釐米，養殖成本低，適合實驗室條件；繁殖週期短，從受精卵發育到能遊動的胚胎個體只需24小時。

此外，斑馬魚基因與人類基因的相似度高達87%，其早期胚胎發育過程也與人類高度相似，在生物體再生能力研究領域很受青睞。而且，斑馬魚存在多種經基因編輯後的轉基因人工培育種，促使其在免疫學、藥理學、毒理病理學及生態環境評價等科研領域應用非常廣泛。

太空養魚絕非易事。在太空微重力條件下，斑馬魚很可能會改變遊動方式，放大對周邊環境的「嬌貴」要求：養殖水溫需維持在28～29攝氏度，pH值、鹽離子濃度等需維持在一定範圍內，有規律的光照週期必不可少等。

斑馬魚和金魚藻組成的密閉太空魚缸將有望首次實現我國在太空中培養、繁殖脊椎動物。

養魚的難度在哪兒？

中國科學院上海技術物理研究所研究員張濤介紹，通俗點說是要「養魚」，但實際上它是一個小型的水生生態系統。我們既要保證魚能健康生存，因為生態系統里除了有魚以外，還有跟它一起共存的給它提供氧氣的一些其他生物。那麼在這種情況下，我們要保證在這個空間實驗過程當中，自己形成一個閉環的平衡系統。

在中國空間站的小型受控生命生態實驗模塊中，照明系統將支撐金魚藻進行光合作用供給氧氣，提供給魚類進行呼吸使用，魚類呼出來的二氧化碳供金魚藻進行光合作用，魚類吃食物排泄的糞便給金魚藻進行營養供給，這樣就形成了一套水生生態系統。

在這個過程中，魚類需要喂食，系統會有個喂食單元。斑馬魚產的卵將被系統收集起來，未來將由航天員帶回地面，供科學家開展下一步的研究。

科研人員還專門給這套實驗系統安裝了相機，通過相機實時傳輸的圖像，地面工作人員也可以瞭解實驗的進展情況。據瞭解，該實驗項目從2020年底立項以來，中國科學院上海技術物理研究所和水生生物研究所的科研團隊就圍繞實驗中水生生態系統魚類的選擇、如何給魚供給氧氣、如何使水循環、如何給魚喂食等一系列問題開展了地面相關研究，為這次實驗裝置進入太空打下了基礎。

太空中，規律的光照如何解決？

在太空中，並沒有地球上規律的晝夜和規律的光照，這個問題怎麼解決？

專家介紹，在載人飛船上行過程中，上行水生支持裝置將為金魚藻提供LED光源，保持金魚藻正常進行光合作用，保證這個生態系統的氧含量能滿足斑馬魚的生存需求。

太空中，怎麼給小魚喂食？

中國科學院水生生物研究所研究員王高鴻介紹，在地上養魚就是抓一把魚食，投進去就可以，但是在天上要控制水不能出來，只能被封在裡面，固體的魚食就不好放進去。

「我們設計了一種特殊的魚食，像牙膏狀，用注射器的方式每天推進去喂一點，讓魚儘量吃完。魚吃完產生的排泄物，可以通過管道輸運到金魚藻那邊，促使它生長。」

小魚在空間站能生存多久？

在太空養魚，「魚缸」的設計也要格外精心，不僅要把密封做得非常嚴密，還得把水儘量灌得滿滿噹噹，只留少量的氣泡。除了住的「房子」以外，小魚吃的飯，也是特製的「太空餐」。這些小魚究竟能在空間站里生存多久？

王高鴻表示，初步計劃是穩定運行一個月，使這些斑馬魚、金魚藻都能夠存活，然後獲取一些實驗樣品，比如魚卵、水樣。因為條件限制，在如此小的位置空間內培養實屬不易。至於將來能不能延長時間，要根據天上的實際情況。

為了避免死去的小魚和金魚藻在空間站里腐爛變質，實驗項目結束之後，航天員們會對它們進行滅活處理。不過，如果實驗順利的話，這些小魚的下一代或許可以在地面上出生。

中國科學院上海技術物理研究所研究員張濤就很期待小魚們在太空產卵。他表示，魚卵是非常小的，因此實驗方法是用相機來實時觀察魚排卵的狀態。「一旦發現魚產生了排卵，我們就會啟動專用的排卵裝置，把魚卵收集回來。這是一個嘗試性、探索性很強的工作，也是國內第一次做，是這次實驗里最具特色的地方。」

資料來源：新華社、央視新聞、中國航天報、新京報

編輯 常江 代文佳

校對 張彥君