根據(jù)上周發(fā)表在世界頂級綜合期刊《創(chuàng)新》(The Innovation)上的一篇論文，中國空間站取得了一項令人矚目的成就，即由中國科學院水生生物研究所和上海技術物理研究所共同研制的密閉水生生態(tài)系統(tǒng)（CAES）完成了斑馬魚從生長發(fā)育到繁殖的長期培養(yǎng)實驗，創(chuàng)造了水生生態(tài)系統(tǒng)空間運行43天的新紀錄，打破了德國科學家在封閉水生生態(tài)系統(tǒng)（CEBAS）中劍尾魚的生存記錄（16天），標志著中國空間生態(tài)系統(tǒng)技術的重要突破，還為太空任務中的密閉生態(tài)系統(tǒng)提供了寶貴的數(shù)據(jù)和技術支持。

斑馬魚作為與人類具有超過70%遺傳相似性的脊椎類模式動物，在生命科學、健康科學和生物醫(yī)學等領域的研究中發(fā)揮著至關重要的作用。CAES系統(tǒng)巧妙地將生命科學與工程技術結合起來，利用金魚藻的光合作用特性，為斑馬魚的長期生存打造了一個適宜的環(huán)境。該系統(tǒng)是集生物再生生命支持系統(tǒng)、氣體平衡控制技術和微生物處理系統(tǒng)于一體的前沿科學實驗平臺，實現(xiàn)了高度自動化和智能化的生態(tài)調節(jié)，可以為斑馬魚在各個生命階段、甚至全生命周期中的生存提供保障。

CAES中斑馬魚長期存活的關鍵在于對氧氣和二氧化碳循環(huán)的精確控制。CAES創(chuàng)新性地通過靈活調節(jié)LED光源的工作時間，以精確控制光合作用產(chǎn)生的溶解氧含量?？刂栖浖ㄟ^傳感器網(wǎng)絡和LED光源實時監(jiān)測和調節(jié)水中的溶解氧含量，將溶解氧水平維持在適合斑馬魚生存的5至7毫克/升之間理想范圍內。同時，傳感器持續(xù)監(jiān)測水質的pH值和電導率，以確保水質的安全。此外， CAES還配備了液體泵裝置，以促進魚類和植物培養(yǎng)艙之間的物質循環(huán)。實驗結果表明，CAES中溶解氧濃度的精確控制在斑馬魚的跨生命階段行為（從生長到繁殖）中發(fā)揮著至關重要的作用。在實驗過程中，分別在三個不同階段采集了水樣并帶回地球進行進一步研究。實驗結束后，對斑馬魚進行了無害的固定和處理，為后續(xù)實驗提供了有價值的樣本。

中國空間站上的斑馬魚封閉生態(tài)裝置的成功運行標志著空間生命科學領域的重要進步。隨著CAES技術的進一步發(fā)展和應用，可以期待未來太空探索中出現(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期太空任務奠定了理論和實踐基礎，長期在太空生存和居住的愿景將逐漸成為現(xiàn)實。

4月25日，在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心空間應用系統(tǒng)科學實驗樣品制備室，中國科學院水生生物研究所研究員王高鴻在調試水生生保系統(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“太空魚缸”（備份件）的運行情況。神舟十八號任務期間，由4尾斑馬魚與4克金魚藻組成的小型受控生命保障系統(tǒng)，實現(xiàn)了中國在太空培養(yǎng)脊椎動物的突破。（湖北日報記者 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，并將其儲存于超低溫保存箱中。當日凌晨1時24分，“太空養(yǎng)魚”的回收樣本隨神舟十八號載人飛船返回艙順利返回地球。（湖北日報記者?任勇攝）

2024年9月26日，在水生所國家斑馬魚資源中心實驗室，發(fā)育48小時后的斑馬魚胚胎。（顯微攝影）（湖北日報記者?任勇攝）

2024年9月26日，水生所國家斑馬魚資源中心主任孫永華研究員在魚房內觀察斑馬魚樣本。（湖北日報記者?任勇攝）