神舟十八号为何携带“斑马鱼”上太空?专家解释与人类基因高度相似

更新时间:2024-04-30 13:25:15 作者:通达百科

神舟十八号将携带斑马鱼上太空的举动引起了广泛关注。专家解释称,斑马鱼在人类基因方面与我们高度相似,具有相似的基因表达规律和生理功能。因此,将斑马鱼送上太空可以帮助科学家更好地理解人类在太空环境中所面临的生理变化和健康问题。这一举措有望为未来的太空探索和长期太空居住提供更深入的研究和应用价值。

据人民日报报道,经空间站应用与发展阶段飞行任务总指挥部研究决定,我国瞄准4月25日20时59分发射神舟十八号载人飞船。

神舟十八号乘组(图源:新华社)

报道称,本次神舟十八号将上行实验装置及相关样品,将实施国内首次在轨水生生态研究项目,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。

网友们纷纷评论道“太空养鱼”不再是梦。那么,此次神舟十八号准备养的“斑马鱼”是个什么物种呢?为什么要选择它呢?

斑马鱼资料图(图源:央视新闻)

与人类基因高度相似

资料显示,斑马鱼体长只有3~4厘米,生命力旺盛,繁殖能力强,一年可以繁殖6~7次。更重要的是,斑马鱼和人类基因有87%的高度相似性,是一种模式生物(可用于研究与揭示生命体某种具有普遍规律的生物现象的一类生物)。

据了解,在中国空间站的“问天”实验舱,科学家专门构建了以斑马鱼为研究对象的小型密闭生命生态系统。这个密闭的“水族箱”中约有1升多水、四五条斑马鱼,还有些藻类和微生物。其中鱼类是这个生态系统的“消费者”,藻类相当于“生产者”,微生物则充当“分解者”。

斑马鱼呼出二氧化碳给藻类进行光合作用,藻类产生氧供给斑马鱼,这对组合就构成了一个自给自足的生态循环系统。

上海技物所空间生命科学仪器研制团队负责人张涛表示:“未来人类有望在太空建立基地或在太空驻留足够长时间,资源上的自给自足非常必要。”

“斑马鱼-水草-微生物”小型受控生命生态系统构建(地面模拟实验)(图源:上观新闻)

“当然不是为了水产养殖”

早在2023年,中国载人航天工程空间应用系统总指挥助理张伟就曾透露,中国空间站中的密闭生态小型培养箱可以饲养斑马鱼。“当然,这不是为了水产养殖”,张伟笑着说,空间站中饲养斑马鱼的试验,主要是研究在小型密闭系统中,鱼和微生物的相互作用。“因为斑马鱼是脊椎动物,还可以利用斑马鱼研究骨丢失现象。”

但是,要真正实现在“太空养鱼”并非易事,首先重力如何解决就是一大难题。

上海技物所结构工程师田清打了个比方,“在太空微重力环境下,‘鱼缸’必须密闭处理,不然水会‘飘走’,斑马鱼游动起来也会将水推开。因为太空没有浮力,斑马鱼必须靠自己的适应能力,调节在水中的姿态,适应微重力环境。”

为保障系统稳定运行,航天员必须给鱼类喂食、供氧,为藻类提供营养液、照明,同时满足该系统pH值、溶氧、温度、电导率等指标要求,并能进行参数调节、鱼卵收集、废物处理等操作,从而实现系统内部物质和能量的自主平衡及稳定运行。

田清表示,“这套‘天上养鱼’系统是个密闭的自动化系统,它能监测和控制系统环境参数并传输实时数据、图像等。”

中国空间站种的生菜(图源:央视新闻)

除了养鱼,还种了菜

作为“农业大国”兼“航天大国”,既然有了自己的空间站,那怎么能少了种菜呢?

早在2016年,“天宫二号”就成功进行了生菜在轨培养试验,这也是我国首次在太空人工栽培蔬菜,当时并没有让航天员在轨食用,而是将植物采样带回进行生物安全性检测。

随着科研人员不断对栽培基质和装置进行升级,神舟十四号航天员乘组在轨期间,利用植物栽培装置成功栽培了生菜、小麦和矮秆番茄等植物。此外,神舟十四号航天员乘组还首次实现了在轨食用种植的生菜。

航天员蔡旭哲吃完“太空生菜”后说道,“在太空种菜我觉得和地面还是有一点不一样,生菜我觉得可能对阳光的需求不是那么高,我觉得生菜长得还不错。说起味道怎么样,我觉得吃起来味道美极了,因为这个生菜是在太空空间站里面,没有受到任何的污染,而且给它浇的水也都是空间站里面的再生水,而且是经过TOC检测合格的水,用这样的水浇灌长起来的生菜,能够吃到这样的生菜,我觉得真是很幸福、很幸运。”

中国科学院空间应用工程与技术中心研究员仓怀兴表示,如果把植物在空间的相关规律研究透彻,就可以进一步培育适合在空间种植生长的粮食作物,将来甚至可以到火星种粮食!

极目新闻综合人民日报、央视新闻、新华社、中国科学报、文汇报、农民日报

(来源:极目新闻)

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