中国空间站已长期稳定在轨运行，为确保航天员的健康和安全，必须深入了解太空中辐射、微重力、磁场等各种环境因素对人体生理健康的影响。由于太空飞行中特殊的空间、载荷等限制条件，使用大型哺乳动物进行太空生物学效应的研究存在很大局限性，因此，一些特殊的“动物航天员”被选派入驻“天宫”，在空间生命科学研究中扮演着重要角色。

 

本文将带你认识这些经精挑细选进入太空的“模式动物”（即由科学家们选定供科学研究，以揭示某些具有普遍规律的生命现象的生物）。

 

 

 

秀丽隐杆线虫是一种无毒无害、可以独立生存的线虫，个体小、结构简单、生长周期短、繁殖能力强，对于空间辐射和微重力的感知与人类及一些哺乳动物在细胞水平上的影响相似，并且在空间环境中具有耐受性好、生保需求少、样品收集简单、易于观察等优点，因此易于空间搭载培养、便于进行遗传操作，可用于探索太空环境对机体的生长、发育、生殖、运动、衰老等方面的影响与作用机制。

在神舟十五号任务期间，科研人员利用问天实验舱生命生态实验柜的小型通用培养实验模块开展了线虫实验，实验项目为“空间辐射计量及生物损伤评估技术”。通过微流控芯片流体控制方式，对辐射环境下线虫个体的生长发育及组织器官损伤进行在轨自动化实时监测。

 

 

在神舟十六号任务期间，开展了两项线虫实验。在“空间辐射暴露引起线虫发育过程DNA损伤修复及细胞凋亡影响研究”的实验项目中，特殊休眠状态的线虫被转至梦天实验舱舱外进行长期空间暴露，通过分析长期辐射暴露对线虫机能的影响，探寻长期在轨生物体对抗空间辐射损伤机制。在“空间辐射损伤评估科学与应用关键技术”的实验项目中，通过寻找空间辐射损伤评估和风险预警的生物标志物，构建空间辐射损伤评估模型，开展抗辐射药物筛选与机理研究。

 

 

 

 

斑马鱼是一种小型的热带淡水鱼，体形小、繁殖快、发育周期短，其基因组和人类基因组有高达80%以上的相似度，堪称“水中小白鼠”。

在神舟十八号任务期间，开展了“空间先进水生生保系统关键技术研究”项目，由4条斑马鱼与4克金鱼藻组成的一个二元水生生态系统入驻问天实验舱生命生态实验柜，这是我国首次在轨建立空间自循环水生生态系统。

 

 

在为期43天的实验中，斑马鱼在空间站成功繁殖产卵。通过天地对比发现，斑马鱼在轨出现背腹面颠倒游泳、旋转运动、转圈等空间运动行为异常现象。这项实验实现了中国在太空培养脊椎动物的突破，创造了国际上空间水生生态系统在轨运行最长纪录。科研人员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，可开展空间环境对脊椎动物生长发育与行为的影响研究。

在神舟二十号任务期间，斑马鱼再上太空，这是国际首次利用实施基因敲除的斑马鱼开展在轨实验。科研人员将利用3条常规野生型斑马鱼和3条已实施基因敲除的斑马鱼联合开展“失重性骨丢失及心肌重塑的蛋白稳态调控机制研究”项目，研究微重力对高等脊椎动物蛋白稳态的影响，明确蛋白稳态对失重造成的骨量下降和心血管功能紊乱的调控作用，探寻未来人类长期飞行任务中相关防护方法。

 

 

 

 

 

果蝇体型小，饲养简单，对环境和资源载荷需求低；繁殖和成熟速度快，在有限的资源下可实现太空飞行中的多代快速研究，保证了生物学研究分析的有效性、连续性、可重复性和广泛性。此外，作为成熟的模式生物，已在地面研究中积累了丰富的数据和方法，可直接应用于空间实验。更重要的是，果蝇与哺乳动物基因同源性高，生理功能保守，其研究成果对揭示人类疾病机理及开发治疗方法具有重要参考价值。

在神舟十九号任务期间，科研人员开展了“空间亚磁-微重力复合环境的生物学效应研究”项目，这是国际上首次在空间站中设置空间亚磁环境并探索其生物学效应。果蝇于2024年11月通过天舟八号货运飞船进入中国空间站，在严格控制的温湿度、光照及气体循环条件下，成功在微重力环境中繁育了三代。

 

 

科研人员获取了超过4TB的行为数据，观察到果蝇在微重力下的特殊行为模式，例如漂浮、翻跟头，以及交配成功率较地面显著降低。实验发现，果蝇在缺乏重力场和磁场的复合环境中仍能完成生长发育和繁殖行为，揭示了生物在极端太空环境中的适应潜力。科研人员利用返回的果蝇开展基因测序，分析空间环境对基因表达、神经行为及生理功能的影响。

 

 

 

涡虫是一种拥有强大再生能力的扁形动物，其生命历程已经超过5.2亿年，是生物学研究中常用的动物实验材料之一。涡虫的组织修复能力十分惊人，即使断成两截，两边仍可再生出新的肌肉、皮肤、肠道，甚至完整的大脑，且与人类基因组的相似度高达70%以上，研究涡虫对研究人类细胞克服老化、延缓衰老等具有重要意义。

科研人员把从不同涡虫上切割下的48段分别装入涡虫芯片实验盒并放入培养池，安放在恒温箱中，随神舟二十号载人飞船进入太空。在任务期间，将开展“空间微重力和辐射环境对涡虫再生的影响及作用机制探索”项目，这是国内首次开展的涡虫空间再生实验，将研究空间环境对涡虫再生形态发生、生理行为的具体影响，探寻空间复合环境影响修复再生的可能分子机制，从个体水平进一步认识再生基本机制，为未来太空医学的发展以及研究人类细胞老化和创伤修复提供关键技术支持。

 

 

未来，中国空间站还将开展更复杂的多物种生态系统研究，既能服务于太空探索，为解决航天员在太空中面临的问题和发展对抗策略提供理论基础，也将为地面人类健康问题研究提供新途径。