隨著神舟十八號(hào)載人飛船發(fā)射并與空間站對(duì)接成功，跟隨乘組一同進(jìn)入太空的斑馬魚也引起了大家的關(guān)注。那么，斑馬魚為何能有幸成為我國(guó)首次“太空養(yǎng)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(dān)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(guó)、尼泊爾等地的溪流之中。斑馬魚因體側(cè)有5～7條延伸至尾部的水平藍(lán)色條紋，類似斑馬而得名，成年個(gè)體體長(zhǎng)在3～4厘米之間，壽命約3～5年。

斑馬魚集群生活，群體內(nèi)的個(gè)體通過相互撕咬和追逐確定社會(huì)等級(jí)，因此它們被認(rèn)為是一種社會(huì)性魚類。通常情況下，一群斑馬魚中等級(jí)較高的斑馬魚會(huì)在選擇產(chǎn)卵位置和獲取食物資源等方面擁有優(yōu)先權(quán)利。

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

斑馬魚的體形細(xì)長(zhǎng)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(lán)色間檸檬色，臀鰭為棕黃色并有明顯的條紋。雌魚全身是藍(lán)色條紋間銀灰色條紋，臀鰭為淡黃色。

自從20世紀(jì)50年代，斑馬魚作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物被用于毒理學(xué)研究，并取得一系列成功開始，它們就陸續(xù)被應(yīng)用到生命科學(xué)、健康科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的研究中，到現(xiàn)在已經(jīng)成了僅次于大鼠和小鼠的第三大實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，也是一種常用的模式動(dòng)物。所謂模式動(dòng)物是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中的一種，指用于揭示某種具有普遍規(guī)律生命現(xiàn)象的生物物種，又被稱為“活的試劑”。

作為脊椎動(dòng)物的一員，斑馬魚還擁有其他脊椎動(dòng)物少有的超強(qiáng)自愈再生能力。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們把斑馬魚的尾鰭切除后，其切口處會(huì)被上皮細(xì)胞封閉，隨后上皮細(xì)胞增厚，之間的間質(zhì)細(xì)胞也開始分化增殖，并逐漸形成胚基，僅用兩周的時(shí)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(wǎng)膜等器官都可以再生。

為什么選擇斑馬魚？

神舟十八號(hào)為何要選擇斑馬魚作為“養(yǎng)殖”的對(duì)象呢？

“太空養(yǎng)魚”應(yīng)該叫“在軌水生生態(tài)研究項(xiàng)目”，它是中國(guó)空間站從征集到的近千個(gè)科學(xué)項(xiàng)目中遴選出的項(xiàng)目之一。其主要內(nèi)容就是以斑馬魚和金魚藻為研究對(duì)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(guó)在太空培養(yǎng)脊椎動(dòng)物的突破。

研究發(fā)現(xiàn)，斑馬魚的基因與人類基因相似度高達(dá)87%，其早期胚胎發(fā)育過程跟人類高度相似。這也是斑馬魚成為主要實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的原因之一。同時(shí)，斑馬魚與哺乳動(dòng)物各項(xiàng)機(jī)能相似度很高，它們也有骨骼肌肉，可以進(jìn)行微重力對(duì)肌肉、骨骼系統(tǒng)影響的研究，非常符合神舟十八號(hào)任務(wù)的目標(biāo)。

斑馬魚的個(gè)體很小，繁殖力又很強(qiáng)。神舟十八號(hào)的航天員預(yù)計(jì)在軌6個(gè)月，在此期間斑馬魚不但能夠繁殖數(shù)次，而且產(chǎn)卵量很高，胚胎僅需24小時(shí)便可發(fā)育成熟，因此選擇斑馬魚更加有利于科學(xué)家展開研究。

同時(shí)，我國(guó)對(duì)實(shí)驗(yàn)用斑馬魚的繁殖、培育都很成熟。全世界三大斑馬魚資源庫(kù)之一就在武漢中科院水生生物研究所。

正因?yàn)槿绱耍唏R魚才會(huì)是迄今為止我國(guó)空間站除了航天員之外，迎來的第一種脊椎動(dòng)物。

航天員在太空如何養(yǎng)魚？

“太空養(yǎng)魚”聽起來似乎很簡(jiǎn)單，但實(shí)際上非常不容易。在空間站的微重力條件下，水會(huì)“漂”走，同時(shí)斑馬魚游動(dòng)時(shí)擺動(dòng)魚鰭也會(huì)將周圍的水“推開”。所以，在太空養(yǎng)斑馬魚必須有一個(gè)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(tǒng)。

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?yàn)榭茖W(xué)家還得要保證它們?cè)诎l(fā)射過程中仍然“生龍活虎”，才能進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。科學(xué)家將特制的“太空魚缸”稱為小型受控實(shí)驗(yàn)組件，它將會(huì)被安裝在神舟十八號(hào)的上行水生支持裝置內(nèi)。

上行水生支持裝置會(huì)為“太空魚缸”提供適宜的溫度和LED光源，滿足其內(nèi)的金魚藻進(jìn)行正常的光合作用；而光合作用產(chǎn)生的氧氣，又能維持水生生態(tài)系統(tǒng)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(duì)接之后，航天員會(huì)將它們轉(zhuǎn)移到問天實(shí)驗(yàn)艙的生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜小型受控生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中開展在軌實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，各種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)記錄下這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的關(guān)鍵參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳回地面。

在長(zhǎng)達(dá)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(gè)密閉空間中，大致能夠形成一個(gè)自給自足的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中斑馬魚相當(dāng)于“消費(fèi)者”，吃進(jìn)食物排泄糞便并呼出二氧化碳。金魚藻相當(dāng)于“生產(chǎn)者”，它吸收斑馬魚排出的二氧化碳并產(chǎn)生氧氣。微生物則相當(dāng)于“分解者”，分解斑馬魚排出的糞便，并為金魚藻提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

斑馬魚如果在空間站駐留期間產(chǎn)卵，實(shí)驗(yàn)裝置還會(huì)將這些魚卵收集并儲(chǔ)存起來。等航天員結(jié)束任務(wù)返回地面時(shí)，一并將它們帶回地面以供科學(xué)家進(jìn)行研究。

據(jù)相關(guān)科學(xué)家介紹，“太空養(yǎng)魚”是為了更好地了解生物在微重力環(huán)境下的生長(zhǎng)機(jī)理，以便更加深入地探索生物在太空中的適應(yīng)性和生長(zhǎng)規(guī)律。這項(xiàng)研究將為以后人類更長(zhǎng)時(shí)間在太空駐留、建立更為完善的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)和生命支持系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。