“鱼航员”顺利完成太空实验

乐活   2024-11-05 16:50   江苏  

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”)。

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。
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。

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。

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,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”。

这个装着4尾斑马鱼与4克金鱼藻的“太空鱼缸”,是斑马鱼在太空中的小型受控生命保障系统。

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。

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。



转载声明

来源:湖北日报

本期编辑:刘乐丹(微信号Editor-Liu9,新闻爆料、转载授权请加微信)


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一、会议主题

新质生产力赋能虾蟹产业新未来

二、会议内容

1、范式变革促进渔业新质生产力发展

中国科学院水生生物研究所  桂建芳院士

2、对虾养殖降本提质增效技术

国家虾蟹产业技术体系   何建国教授

3、我国河蟹育种现状及新品种选育

中国水产科学研究院淡水渔业研究中心  徐跑研究员

4、江苏省小龙虾产业现状及主要高效养殖模式

5、青虾新品种选育进展与高效养殖模式

中国水产科学研究院淡水渔业研究中心  傅洪拓研究员

6、河蟹规模化绿色养殖及质控技术

江苏省淡水水产研究所  葛家春研究员

7、虾蟹功能性饲料的研发与应用技术

中国水产科学研究院淡水渔业研究中心  刘波研究员

8、湖南河蟹养殖概况及高效养殖模式

上海海洋大学  王春教授

9、连续高温下虾蟹发病新趋势及防治措施

江苏省渔业技术推广中心  方苹研究员

10、小龙虾水花苗营养需求及饲料投喂技术

盐城工学院  王爱民教授

11、虾蟹(河蟹与小龙虾)耦合技术的探索与思考

兴化市现代农业发展服务中心  张凤翔研究员

三、会议时间

2024年11月14-15日,14日报到,15日会议。

四、会议地点

泰州金陵国际大酒店  地点:海陵区海陵南路298号。

五、主办单位

中国水产科学研究院淡水渔业研究中心

国家虾蟹产业技术体系

江苏好润生物产业集团股份有限公司

……

六、协办单位

中国渔业协会投入品分会

江苏省渔业协会

江苏世昌农牧集团股份有限公司

湖南渔美康生物技术集团有限公司

江苏恒泰环保科技发展有限公司

广东恒兴饲料实业股份有限公司

盐城天邦饲料科技有限公司

……

七、支持单位

江苏海维饲料有限公司

……

八、赞助单位

天津市渔生堂生物技术有限公司

无锡中水渔药有限公司

默沙东动物保健品(上海)有限公司

南京思远生物工程有限公司

江苏海博饲料科技有限公司

福建润和农牧科技有限公司

江苏溢荟生物技术有限公司

淮安市诚信渔公蟹业科技有限公司

广东利健生物药业有限公司

淮安国昌生物技术有限公司

射阳诚信长江蟹生态育苗场

上海富朗特动物保健股份有限公司

苏州安迈康生物科技有限公司

淮安正昌饲料有限公司

淮安渔管家水产科技有限公司

……

九、友情支持单位

天农生物工程研究(天津)有限公司

江阴市百川增氧设备有限公司

明光绿洁环境科技有限公司

泰州市澳华生物科技有限公司

武汉楚天艾科生物科技集团有限公司

扬州宏大饲料有限公司

……

十、承办单位

中国水产学会科学养鱼杂志社

十一、赞助联系

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