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宇航員們告訴你:在太空中養魚的體驗!

發表時間:2018/11/10 23:15:22  瀏覽次數:535  
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我們都聽說過把猴子或者汪星人帶到太空的“奇聞”,那么魚兒能夠在太空中生存嗎?近日,日本空間局(JAXA)宣布將把魚兒送上太空進行一系列的測試實驗,目的是幫助人們更加深入地了解地面人類健康問題。

宇航員們告訴你:在太空中養魚的體驗!

(圖片來源:https://www.ageekyworld.com)

2012年7月20日,日本空間局(JAXA)將一個水族箱送上了國際空間站。這個水族箱是做什么用的呢?雖然水族箱為地球上的人類提供了一種輕松的消遣方式,但娛樂并不是國際空間站上這個水族箱的目標。實際上,研究人員將使用這個獨特的設施來研究微重力對海洋生物的影響。不過,在太空中養魚,究竟是一種什么樣的體驗呢?

這個水族箱被叫做“水生生物棲息地(Aquatic Habitat,AQH)”,它被裝上日本發射的第三艘 H-Ⅱ無人自動貨運飛船送往國際空間站,安放在國際空間站上的日本實驗艙內。AQH被運上天的用途在于研究失重對于水生生物將會產生何種影響,以幫助人們更加深入地理解地面人類健康問題。

宇航員們告訴你:在太空中養魚的體驗!

The Aquatic Habitat, or AQH, is a Japanese Space Agency, or JAXA, facility that will enable the study of fish aboard the International Space Station. (JAXA)

日本航天局JAXA用于研究在國際空間站上研究魚類的水生棲息地(AQH)。

(圖片來源:NASA)

宇航員們告訴你:在太空中養魚的體驗!

JAXA Astronaut Akihiko Hoshide transferring fish to the Aquatic Habitat facility on-board the International Space Station during Increment 33/34.

JAXA航天員Akihiko Hoshide將魚轉移到國際空間站的水生棲息地設施。

(圖片來源:NASA)

AQH主要由四個部分組成,包括兩個魚類棲息空間、水循環單元、控制單元和CCD相機。這個水族箱將自動對魚類提供飼料、注入氧氣、溫度控制,并有一個樣本取樣裝置。自動喂食系統可以根據需要,對不同的進料順序進行編程。此外,AQH配置的水循環系統還可以監測水的pH值、水溫、溶解氧、水的流速和水壓,生物過濾器和氣體交換器可以用來保持環境系統的質量,特殊的細菌過濾器可以凈化去除一些雜質,可以使得這些魚兒能夠在太空中存活長達90天。AQH里的LED燈用來為魚模擬日夜更替,并為CCD相機提供必要的照明,CCD攝像機可以全程拍攝記錄魚的存活狀況。同時,所有的數據可以傳輸到地面進行監測和分析。

水族箱系統還配備了顯微鏡,可以對魚類胚胎和幼蟲進行顯微熒光觀察,是不是很強大呀!不僅如此,AQH復雜的過濾系統甚至可以使魚兒在國際空間站進行繁殖,這就意味著科學家們可以對天上的魚兒們進行多代繁殖研究,即科學家可以史無前例的對首次在太空中誕生的魚類直接進行研究。

AQH能夠容納小型淡水魚類,例如淡水魚或斑馬魚,研究人員們第一次使用這個水族箱來研究是一種叫做青鳉的魚。通過觀察青鳉這種小型淡水魚類在太空輻射環境下,骨骼退化以及肌肉萎縮等癥狀,有利于進行發育生物學研究。然而,為什么地球上這么多種魚類,小小的青鳉魚獨獨成為了科學家帶上太空進行研究的第一寵兒呢?

宇航員們告訴你:在太空中養魚的體驗!

The above image shows an Aquatic Habitat, or AQH, specimen chamber housing Medaka fish for study. (JAXA)

裝載青鳉魚的AQH(JAXA)

(圖片來源:NASA)

這是因為青鳉魚是非常理想的實驗對象,原因主要有以下幾個:

首先,它們通體透明,研究人員能直接透過它們透明的皮膚觀察到體內的器官。通過使用熒光蛋白標記成骨細胞和破骨細胞,研究人員可以在太空飛行期間觀察到細胞和基因的變化。在太空環境中做研究,能夠便捷地進行觀察是一個巨大的優點;

宇航員們告訴你:在太空中養魚的體驗!

Flight Engineer Koichi Wakata works to activate the Multi-Purpose Small Payload Rack (MSPR) Hub unit and install the Medaka Chamber in the fluorescent microscope for observation of a Medaka sample.

飛行工程師Koichi Wakata將Medaka室安裝在熒光顯微鏡中觀察Medaka樣品。

(圖片來源: NASA)

第二,它們是脊椎動物。這意味著它們具有骨骼和肌肉,可以進行微重力對肌肉、骨骼系統影響的研究;

第三,青鳉魚繁殖力強。它們可以在微重力環境中迅速繁殖,這個優點就可以使研究人員對它們進行多代研究;

另外,青鳉魚體輕、個小、易養護,符合太空實驗要求;

除了以上重要原因之外,還有一個最重要的原因是青鳉的基因組已經完成測定。因此,如果在太空中青鳉魚的基因有變化,就可以很容易地辨識出受空間環境影響之后造成的基因變化。

這一次,JAXA把青鳉魚送上天的實驗目的是觀察微重力對成骨細胞和破骨細胞活性的影響,并希望通過微重力作用于青鳉魚骨骼的研究,探索是否能發現一種新的機制,其結果或將能夠幫助發展一種有利于人類治療骨質疏松癥的新療法。研究人員稱,在地球上,與年齡相關的骨質疏松作用機制是個難題,而青鳉魚實驗中發現的受微重力影響的新基因可以為闡明這一機制提供很好的動物模型。如果航天員也是這種情況,就可以使在太空中丟失的骨密度得到恢復。

此實驗的意義重大,這方面的工作可以促進骨質疏松癥的治療,還可以減少航天員在長期任務中的骨質流失。用青鳉魚進行的基礎研究可以使面臨骨丟失的航天員、骨質疏松癥患者和地球上行動不便的人最終受益。實際上,整個太空魚多樣性實驗包括太空環境下對魚類的放射線影響、魚類骨骼退化、肌肉萎縮等生理狀態的研究。研究人員認為這些影響完全適用于人類,而這將有助于科學家更好地理解并解決地球上與人類健康相關的問題。

(本文來源于“中國科普博覽”公眾號)

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