神奇的太空生命科学实验
见习记者 涂佳煜 整理
地球的“后花园”
2021年七夕,一份来自银河的浪漫礼物——200只太空玫瑰惊艳亮相。2002年,一批玫瑰种子搭载神舟四号飞船进入太空,先后经过多代选育、克隆技术繁殖,最终培育出新型太空玫瑰。这批玫瑰造型独特,只有掌心大小,花期可达1-2月,是普通鲜切花花期的2倍。
这是空间诱变技术的一项成果:让种子接受太空中的宇宙射线辐射,提高基因的变异率,产生不定向的变异,再由育种专家去识别和定向培育具有某种变异的种子。
同年3月,还有一批太空蝴蝶兰向我们展示了太空育种的神奇。这批蝴蝶兰果荚于2013年搭乘神舟十号飞船在太空遨游了15天。经专家7年选育,一批优良单株从6000多株太空蝴蝶兰中脱颖而出,不仅花苞多、花径大、苗株健壮,而且呈现出抗病性强、养护周期短等特点。
在天上繁衍后代
2021年6月,日本发育生物学家首次使用国际空间站在轨储存5年零10个月的小鼠冷冻精子,成功繁殖了健康小鼠。
这不仅是在国际空间站在轨实验室进行的最长的一次生物学研究,也是全球首个涉及哺乳动物生殖细胞的空间研究。这表明哺乳动物在地球以外空间繁殖的可能性,也会对人类未来探索宇宙产生重要影响。如果将来需要执行长时间的空间任务,这种方法也许可以用于人类在太空中的繁殖。
其实,该实验的主要目的是为了比较长期暴露在太空辐射下的精子受精能力与地球上存储精子的受精能力是否会有所不同。太空的辐射量是地球的170倍,人们担心高辐射水平可能会引起有害突变,而失重可能会阻碍胚胎发育。科学家表示,如果空间辐射导致突变,那么下一代也会随之改变。如果动物在太空中生活了很多代,那么突变就会累积。我们必须知道如何防范这种情况发生。
微重力下高效打印器官
2018年12月,俄罗斯宇航员利用国际空间站上的3D生物打印机,设法在零重力下打印出了实验鼠的甲状腺。这是人类首次在太空打印出生物器官。研究人员发现,在零重力环境下,打印出来的器官和组织比在地球上成熟得更快,效率也更高。
约一年后,由美国两家公司研发的世界上第一台能够在太空中制造人体组织的3D打印机——“3D生物制造设备”搭乘SpaceX公司的货运飞船抵达国际空间站。2020年1月,研究人员成功打印了大量人体心脏细胞,完成了在太空制造心脏和肺等人体器官的第一步。
在地面上用3D打印培养组织时,受到重力作用,组织会有坍塌的趋势,因此需要支架来固定。但在微重力环境中,器官打印不会受到这样的影响。
(见习记者 涂佳煜 整理)