根據(jù)上周發(fā)表在世界頂級(jí)綜合期刊《創(chuàng)新》(The Innovation)上的一篇論文，中國(guó)空間站取得了一項(xiàng)令人矚目的成就，即由中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所和上海技術(shù)物理研究所共同研制的密閉水生生態(tài)系統(tǒng)（CAES）完成了斑馬魚(yú)從生長(zhǎng)發(fā)育到繁殖的長(zhǎng)期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造了水生生態(tài)系統(tǒng)空間運(yùn)行43天的新紀(jì)錄，打破了德國(guó)科學(xué)家在封閉水生生態(tài)系統(tǒng)（CEBAS）中劍尾魚(yú)的生存記錄（16天），標(biāo)志著中國(guó)空間生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)的重要突破，還為太空任務(wù)中的密閉生態(tài)系統(tǒng)提供了寶貴的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。

斑馬魚(yú)作為與人類具有超過(guò)70%遺傳相似性的脊椎類模式動(dòng)物，在生命科學(xué)、健康科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。CAES系統(tǒng)巧妙地將生命科學(xué)與工程技術(shù)結(jié)合起來(lái)，利用金魚(yú)藻的光合作用特性，為斑馬魚(yú)的長(zhǎng)期生存打造了一個(gè)適宜的環(huán)境。該系統(tǒng)是集生物再生生命支持系統(tǒng)、氣體平衡控制技術(shù)和微生物處理系統(tǒng)于一體的前沿科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化和智能化的生態(tài)調(diào)節(jié)，可以為斑馬魚(yú)在各個(gè)生命階段、甚至全生命周期中的生存提供保障。

CAES中斑馬魚(yú)長(zhǎng)期存活的關(guān)鍵在于對(duì)氧氣和二氧化碳循環(huán)的精確控制。CAES創(chuàng)新性地通過(guò)靈活調(diào)節(jié)LED光源的工作時(shí)間，以精確控制光合作用產(chǎn)生的溶解氧含量。控制軟件通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)和LED光源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)水中的溶解氧含量，將溶解氧水平維持在適合斑馬魚(yú)生存的5至7毫克/升之間理想范圍內(nèi)。同時(shí)，傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)水質(zhì)的pH值和電導(dǎo)率，以確保水質(zhì)的安全。此外， CAES還配備了液體泵裝置，以促進(jìn)魚(yú)類和植物培養(yǎng)艙之間的物質(zhì)循環(huán)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CAES中溶解氧濃度的精確控制在斑馬魚(yú)的跨生命階段行為（從生長(zhǎng)到繁殖）中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，分別在三個(gè)不同階段采集了水樣并帶回地球進(jìn)行進(jìn)一步研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)斑馬魚(yú)進(jìn)行了無(wú)害的固定和處理，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供了有價(jià)值的樣本。

中國(guó)空間站上的斑馬魚(yú)封閉生態(tài)裝置的成功運(yùn)行標(biāo)志著空間生命科學(xué)領(lǐng)域的重要進(jìn)步。隨著CAES技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，可以期待未來(lái)太空探索中出現(xiàn)更多類似的生命支持系統(tǒng)，以支撐宇航員在太空中更長(zhǎng)久地生存和工作，從而為人類探索太空、建立月球和火星基地等長(zhǎng)期太空任務(wù)奠定了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，長(zhǎng)期在太空生存和居住的愿景將逐漸成為現(xiàn)實(shí)。

4月25日，在中國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心空間應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品制備室，中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研究員王高鴻在調(diào)試水生生保系統(tǒng)（備份件）。（新華社記者 金立旺 攝）

2024年10月22日，水生所研究員王高鴻正在觀察“太空魚(yú)缸”（備份件）的運(yùn)行情況。神舟十八號(hào)任務(wù)期間，由4尾斑馬魚(yú)與4克金魚(yú)藻組成的小型受控生命保障系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)在太空培養(yǎng)脊椎動(dòng)物的突破。（湖北日?qǐng)?bào)記者 任勇攝）

2024年11月4日晚，水生所博士生張憲園觀察回收水樣樣本，并將其儲(chǔ)存于超低溫保存箱中。當(dāng)日凌晨1時(shí)24分，“太空養(yǎng)魚(yú)”的回收樣本隨神舟十八號(hào)載人飛船返回艙順利返回地球。（湖北日?qǐng)?bào)記者?任勇攝）

2024年9月26日，在水生所國(guó)家斑馬魚(yú)資源中心實(shí)驗(yàn)室，發(fā)育48小時(shí)后的斑馬魚(yú)胚胎。（顯微攝影）（湖北日?qǐng)?bào)記者?任勇攝）

2024年9月26日，水生所國(guó)家斑馬魚(yú)資源中心主任孫永華研究員在魚(yú)房?jī)?nèi)觀察斑馬魚(yú)樣本。（湖北日?qǐng)?bào)記者?任勇攝）