“太空养鱼”水样样本回收 武汉“鱼航员”顺利完成太空实验

2024年10月22日，水生所研究员王高鸿正在观察“太空鱼缸”（备份件）的运行情况。神舟十八号任务期间，由4尾斑马鱼与4克金鱼藻组成的小型受控生命保障系统，实现了中国在太空培养脊椎动物的突破。图/湖北日报全媒记者 任勇 文/湖北日报全媒记者 文俊 通讯员 孙慧 潘鲁湲 李玲璐11月4日，神舟十八号航天员乘组返回地球，一起回家的，还有国内首次在轨水生生态研究项目——“太空养鱼”的回收水样样本。当日上午10时，科研人员在北京空间应用中心取到样本后，乘坐高铁将其运回中国科学院水生生物研究所（以下简称“水生所”）。2024年9月26日，在水生所国家斑马鱼资源中心鱼房，国家斑马鱼资源中心主任孙永华研究员。4尾小鱼“飞天”今年4月25日，来自武汉的4尾斑马鱼“乘坐”神舟十八号一飞冲天，随航天员一同入驻中国空间站，成为承载实验重任的“鱼航员”。半年多来，神舟十八号任务期间，这一由4尾斑马鱼与4克金鱼藻组成的二元密闭生态系统，实现中国在太空培养脊椎动物的突破。2024年11月3日，水生所国家斑马鱼资源中心培育的一尾TU品系野生型斑马鱼。斑马鱼是一种常见的观赏鱼，它们体长约3-5厘米，因身体两侧从头至尾布满多条蓝色条纹而得名。它们活泼好动，成群结队游动时，犹如奔驰的斑马群。2024年9月23日，在水生所国家斑马鱼资源中心实验室，斑马鱼的血管分布情况在荧光显微镜下清晰可见。（显微摄影）为何选择斑马鱼上太空？科研人员称，斑马鱼与人类基因组相似度高达87%，被称为“模式生物”（用于研究和揭示普遍生物学规律的生物物种），对于探索生命科学、理解人类疾病的致病机理和研发新型药物都意义重大。2024年11月4日晚，水生所博士生张宪园观察回收水样样本，并将其储存于超低温保存箱中。当日凌晨1时24分，“太空养鱼”的回收样本随神舟十八号载人飞船返回舱顺利返回地球。2010年，在“第一届全国斑马鱼研讨会”上，朱作言院士、孟安明院士等40多位研究学者一致呼吁，尽快建立国家级的斑马鱼资源中心。2012年10月，国家斑马鱼资源中心在水生所正式成立。目前，这里已成为国际学术界公认的，与位于美国的国际斑马鱼资源中心和位于德国的欧洲斑马鱼资源中心并列的全球三大斑马鱼资源库之一。2024年10月22日，水生所研究员王高鸿正在观察金鱼藻样本的生长情况。近两年，国家斑马鱼资源中心的科技支撑能力跃居全球首位，有力支撑了我国成为科研体量全球首位的斑马鱼研究大国。据统计，我国现有500多个实验室利用斑马鱼开展科研工作。2024年9月26日，水生所国家斑马鱼资源中心科研助理陈家乐在超低温保藏室对斑马鱼冻存精子进行取样。跨越半个世纪的科研“长征”水生所是我国淡水鱼类生物学研究的权威机构，在这里诞生了世界首例转基因鱼和体细胞克隆鱼。按照国家的长期航天规划，我国还将建立地外星球基地，如月球基地。要实现长期的载人航天活动就需要有受控生态生命支持系统（CELSS）的技术支撑。此时，水生生物的机会就来了。譬如，藻类就可以像植物一样进行光合作用，与航天员组成一个互补的气体交换系统。养殖鱼类则为航天员提供鲜活的动物性营养。2024年9月26日，水生所国家斑马鱼资源中心主任孙永华研究员在鱼房内观察斑马鱼样本。水生所很早就参与了我国的CELSS研究。1968年，水生所就试验利用小球藻产氧气供海军在潜艇中呼吸。此后，在刘永定研究员带领下，水生所取得了一系列的阶段性研究成果，包括联合中国科学院8个单位研制了通用生物培养箱，完成了包括高等植物幼苗、藻类、小型动物、微生物、藻类与水生动物在内的多次空间飞行实验。11月4日下午6时许，湖北日报全媒记者在水生所实验室看到，返回的样本已储存于超低温保存箱中，后续将进行相关研究。2024年9月26日，在水生所国家斑马鱼资源中心实验室，发育48小时后的斑马鱼胚胎。（显微摄影）据介绍，与斑马鱼一同进入太空的金鱼藻属于多年生沉水植物，主要作为水质净化、肥料和观赏之用。水生所赵进东院士和李涛研究员等科研人员近年来陆续进行了水生植物种质资源保藏、水生植物基因组学等研究工作，为此次空间实验提供了遗传背景清晰的无菌纯系金鱼藻。2024年7月29日，在水生所国家斑马鱼资源中心实验室，科研人员切下麻醉后的斑马鱼尾鳍，开展分子生物学研究以进行亲子鉴定。为未来人类长期在轨和深空探测提供科学支撑水生所研究员王高鸿介绍，和人类一样，鱼类在太空环境中生存也面临着适应性问题。科研人员通力协作，打造了一套周密的生态系统，金鱼藻通过光合作用产生氧气供给鱼呼吸，鱼的排泄物又给金鱼藻提供营养物质，它们相互之间既是生产者又是消费者，组成一个看起来很小很简单，但实际上内部复杂的科学实验体系。在饮食方面，专门设计了鱼食，用注射器推进“鱼缸”。在空间站，航天员成功开展了水样样品采集和鱼食盒更换操作，发现了斑马鱼在微重力环境下表现出腹背颠倒游泳、旋转运动、转圈等定向行为异常现象。斑马鱼的性成熟周期为3个月，全年都可繁殖，一对健康的斑马鱼产卵量可高达一次300枚以上。未来，科学家们还将探索，如何在太空让斑马鱼繁殖下一代。2024年7月29日，水生所国家斑马鱼资源中心科研助理阮稳在鱼房内给斑马鱼投喂活饵料。水生所国家斑马鱼资源中心主任孙永华研究员介绍，在此之前，中国空间站已经实现了植物的全生命周期培养，这一次斑马鱼上天是首次在中国空间站实现了脊椎动物的长时间培养，为我国今后在太空开展水生生物和生命医学的研究，未来带更多的脊椎动物上天奠定了很好的科学基础。后续，水生所将利用返回的回收水样、鱼卵等样品，结合斑马鱼空间运动行为视频等，开展空间环境对脊椎动物生长发育与行为的影响研究，为未来人类长期在轨和深空探测提供科学支撑。