4月25日晚8时59分，中国发射了神舟18号载人飞船。记者从4月24日神舟18载人飞行任务新闻发布会上了解到，神舟18将向上实验装置及相关样品，将首次实施国内轨道生态研究项目，以斑马鱼和金鱼藻为研究对象，在轨道上建立稳定运行空间自循环水生态系统，实现中国太空培养脊椎动物的突破。

那斑马鱼和金鱼藻到底有什么特别之处呢？为何能成为我国首次在轨水生态研究的研究对象？

斑马鱼是什么神奇的实验动物？

图为：斑马鱼 来源于知乎@花边科学

“因为斑马鱼是现代生命科学、健康科学和环境科学研究领域的一种重要模式动物。斑马鱼是太空养鱼的首选，相当于动物界的老鼠，是理想的研究样本。”4月24日新闻发布会结束后，记者致电中国科学院水生生物研究所研究员王高红。作为一名项目研发人员，王高红和他的团队正忙着为今天的斑马鱼和金鱼藻做准备。

所谓“模式生物”，是指一种可以用来研究和揭示生命体某种常见规律的生物现象的生物。简单地说，它是理想的实验动物。

图为斑马鱼(图源:中国科学院水生所微信公号)

目前，斑马鱼已被国际标准化组织认可为五种鱼类实验动物之一，是继大鼠、小鼠等哺乳动物之后的第三大实验动物，也是唯一适合高通量药物筛选的脊柱动物。

据报道，斑马鱼相对较小，通常只有3-4厘米；生命力强，产卵量大，每年繁殖能力6-7次，易于繁殖，需要空间研究样品。早期胚胎透明，易于标记、观察和操作。受精后24小时形成了主要组织和器官基础，使生物学家能够对一对鱼产生的许多子代进行不同的实验，并在显微镜下详细跟踪实验胚胎。

不仅如此，斑马鱼与人体的基因和生理特征非常相似，其基因组和人类基因组的同源性高达87%，与哺乳动物的各种功能机制高度相似。它们有骨骼和肌肉，可以研究微重力对肌肉和骨骼系统的影响。它们是脊椎动物研究的理想样本，符合这项任务的目标。

神秘搭档金鱼藻

图为金鱼藻 来源于百度

神舟18号首次在太空养鱼，选择斑马鱼和金鱼藻作为循环水生生态系统的载体，主要考虑到斑马鱼是世界上第三大模式动物，常被用作生命科学研究的样品。

记者了解到，2012年之前，斑马鱼在中国的研究非常“利基”，只有少数实验室在进行相关研究。然而，为了研究生命科学，科学家们开始建立斑马鱼的“国家队”。

2012年，国家斑马鱼资源中心正式落户武汉中国科学院水生物研究所，成为中国唯一的斑马鱼资源库。目前已被国际学术界公认为世界三大斑马鱼资源库之一，产量占世界30%。

目前，世界上有1500多个斑马鱼实验室，仅中国就有300多个实验室利用斑马鱼进行相关科学研究。

“黄金搭档”

记者获悉，金鱼藻与斑马鱼“组团”。金鱼藻有什么特别之处？

金鱼藻是一种单性、雌雄同株或异株植物。它的生长不一定需要土壤。它是一种多年生沉水草本植物，可以将整株植物沉入水中，适合在空间站生长。在水中，它通常是螺旋排列的，主要用作水净化剂、肥料和观赏。

不仅如此，金鱼藻还能吸收水生态系统中的氮、磷等营养物质，有助于降低水中的营养盐浓度，减少水富营养问题，适合为斑马鱼提供生活环境。

本研究将在轨道上建立稳定运行的空间自循环水生态系统。

然而，在“太空养鱼”中真正实现并不容易。首先，如何解决重力是一个大问题。

参与项目研发的中国科学院上海技术研究所结构工程师田青说：“在空间微重力环境中，‘鱼缸’必须密闭处理，否则水会“漂浮”，斑马鱼游泳时会推开水。由于空间没有浮力，斑马鱼必须依靠自己的适应能力来调整水中的姿势，以适应微重力环境。”

为此，在中国空间站的“问天”实验室里，科学家们专门建立了一个以斑马鱼为研究对象的小型封闭生命生态系统。在这个封闭的“水族馆”中，大约有1升水、45条斑马鱼、一些藻类和微生物。其中，鱼是生态系统的“消费者”，藻类相当于“生产者”，而微生物则是“分解者”。

在这个过程中，斑马鱼呼出二氧化碳来帮助金鱼藻进行光合作用，而金鱼藻可以为斑马鱼产生氧气，形成一个自给自足的生态循环系统。

这项研究的科学意义何在？

据报道，轨道水生生态系统的建立不仅对于了解生物在微重力环境中的生长机制具有重要意义，而且对未来长期载人航天任务中的生态循环和生命支持系统设计也有着深远的影响。通过这项研究，科学家可以更深入地探索生物在太空中的适应性和生长规律，为未来建立更完善的太空生态系统提供科学依据。