太空之旅：揭秘神舟十八号搭载“斑马鱼”的科学原因

据报道，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：）

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：）

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：）

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！

（、、、中国科学报）