2025年全国科技周特别企划——以生命叩问苍穹（二）

以生命叩问苍穹（二）——从神舟二十号回望航天史上的"动物先驱"

天宫空间站时代

2022年底，随着中国空间站的全面建成，我国正式拥有了一个功能完备的国家级太空实验室。这一里程碑式的成就，标志着中国空间科学研究迈入新纪元。天宫空间站能够提供长达10年以上的稳定在轨运行，具备微重力、空间辐射等独特的研究环境，并且支持航天员直接参与实验操作、实验样品的在轨分析与返回、以及天地间高效的信息传输。这为系统性、系列化地开展空间动物实验，深入揭示空间环境对生命过程影响的规律和机制，奠定了坚实的基础。

天宫空间站 | 图源：中国载人航天工程办公室

果蝇：太空中的“三代同堂”

2024年11月，天舟八号货运飞船将果蝇送入中国空间站。这是我国首次在中国空间站里建设果蝇培育平台并开展科学研究，也是国际上第一次在空间站中设置空间亚磁环境并探索其生物学效应。

果蝇这种不起眼的小生物与人类基因组相似度高达60%，其生活史短、易饲养、繁殖快、染色体少、突变型多、个体小，是生物学研究中最重要的模式生物之一 。

图源：央视新闻

在为期40天的实验中，科学家们观察到了许多有趣的现象：初入太空时，这些小家伙显然不适应微重力环境，出现了乱飞、弹射等异常行为；但几天后，它们就学会了在培养管壁上爬行，展现出惊人的适应能力。更令人惊喜的是，在这样特殊的环境中，它们依然完成了交配、产卵的全过程，成功繁育出了三代同堂的果蝇家族，证明了生物在极端环境下的繁殖能力。而且与传统混代培养不同，中国科学家首次实现太空传代培养，清晰区分每一代的特性，这为研究太空环境对生物多代累积影响提供了宝贵数据。

斑马鱼：太空“泳”者

2024年4月，神舟十八号载人飞船将4条斑马鱼和它们的"室友"——4克金鱼藻送入中国空间站。这是中国空间站第一次迎来水生动物，也是我国首次在轨建立空间自循环水生生态系统。

斑马鱼因基因与人类基因相似度高且体形小、繁殖快、发育周期短，成为生命科学领域模式生物的后起之秀。在为期43天的实验中，这些太空“泳”者不仅成功适应了太空环境，创造了在轨存活时间最长的世界纪录，还成功实现了太空在轨产卵。

在中国空间站开展的斑马鱼实验意义不止于解析太空环境对脊椎动物生长发育与行为的影响，它还验证了太空密闭生态系统生命保障物质循环的可行性。我们有理由畅想，将来在遥远的深空基地，人类将创制类似的生态系统，为人类长期太空生活提供食物和氧气，成为人类太空家园的重要组成部分。

空间站上密闭水生生态系统的示意图 | 图源：期刊《The Innovation》

线虫：极限挑战

2023年，中国空间站迎来了4个线虫样品盒，内装着野生型和10多种突变株的秀丽隐杆线虫。这不是它们的首次太空之旅——早在神舟八号、十号和十五号任务时，这些微小生物就多次进入太空。但这次任务尤为特殊：这是中国首次开展舱外辐射生物学暴露实验，这次“上天”的线虫将在真空、极端温度、强辐射的太空环境中生存5.5个月，这是以往实验从未尝试过的极限挑战。

线虫实验单元 | 图源网络 如有侵权联系删除

科学家选择秀丽隐杆线虫作为太空辐射研究的"极限挑战者"，正是看中了它独特的生物学优势。这种成体约1毫米的微小模式生物展现出惊人的辐射耐受性，能够适应不同剂量、多种类型的宇宙射线照射。此次突破性的舱外暴露实验，旨在揭示长期太空辐射环境下生物体的损伤效应与自我修复机制，同时筛选和验证能够有效缓解辐射损伤的防护药物。其最终目标是为航天员构建有效的辐射防护方案，为人类迈向更遥远太空奠定生物医学基础。

在中国空间站的实验仓里，每一个培养箱都可能藏着改变人类未来的科学发现。在这个宏大的太空探索故事中，每一个生命，无论大小，都在演绎着自己的太空传奇。

撰稿：中国实验动物学会

审核：刘新民教授