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12月27日,前段时间随神舟二十一号返回地球的“太空小鼠”又传来好消息——1只雌鼠和1只雄鼠在返回地面后交配,怀孕的雌鼠顺利产下9只幼仔,目前6只健康存活。这窝萌态十足的 “太空鼠宝宝”,瞬间点燃了网友们的好奇心:太空之旅会不会影响小鼠的生育能力?返回后的小鼠和地面小鼠相比,养娃方式有啥不一样?
“太空小鼠”和六只鼠宝宝
今天咱们就请来中国科学院动物研究所研究员王红梅,好好聊聊这窝“太空鼠宝宝”的故事——
太空飞了14天,还能顺利生仔?
王红梅:这次4只小鼠10月31日升空,11月14日返回,太空之旅确实一波三折。因为神舟二十号返回计划调整,小鼠原定5天的太空任务延长到14天,提前准备的饲料不够用,遭遇了断粮考验。科研团队迅速启动了应急响应,饮水方面,借助小鼠吸氧单元预留的外部补水口,在航天员的协助下将空间站内的饮用水补充给了小鼠;食物方面,从航天员食品清单里筛选出多种替代食物,经地面验证和多方综合分析研判后选了豆浆,11月12日、13日成功补给。
更关键的是,我们提前研制了AI行为研判系统,用以实时追踪小鼠状态,精准预测饲料消耗,为应急决策提供了数据支撑。返回后小鼠被精心照料,11月18日回到中国科学院动物研究所实验动物中心。从结果来看,短期空间飞行没有明显影响它们的生育能力,返回后正常交配,幼仔数量和存活率都和地面对照组差不多,这也证明了我们的实验装置和应急方案很可靠。
怎么确定小鼠是在地面受孕,不是在太空?
王红梅:小鼠的怀孕期大约是19天左右,这窝幼仔是12月10日出生的,而小鼠11月14日就返回地面了,从返回日到分娩日有20多天,刚好符合地面受孕的时间线。
太空鼠妈妈养仔,和地面鼠妈妈有区别吗?
王红梅:这是我们观察到的很有趣的现象!我们给两组小鼠的饲养笼里都放置了红房子,地面对照组的鼠妈妈把幼仔生在小房子外面,而从太空回来的鼠妈妈,特意把幼仔生在小房子里,还用絮窝棉把房门堵好,警惕性特别高,保护后代的欲望特别强。
科研人员在观察“太空小鼠”和鼠宝宝
我推测这可能和它的太空经历有关——对小鼠来说,太空的微重力、震动等环境和日常完全不同,这种特殊经历可能让它在哺育后代时更谨慎,这也是我们后续要深入研究的行为学问题。不过目前来看,两窝幼仔的健康状况没明显差别,都活力满满。
小鼠在太空是啥状态?刚上去会不适应吗?
王红梅:我们重点研究的就是空间环境对小鼠的影响。刚上天的前四五天,小鼠确实很紧张,爪子一直抓着躲避窝和笼子,不敢撒手,一松开就立马抓回来;但过了几天就适应了,能在笼子里自由飘着玩,还会把躲避窝的大弹簧当玩具,频繁穿梭其中。
太空饲养装置中的小鼠
另外,太空饲养装置里有从上到下的风场,能把粪便吹走,但小鼠选择在观察玻璃板上排尿,导致尿液没被顺利吹走,在轨后期观察窗模糊;返回时无定向风场,导致尿液未被收集,落在小鼠被毛上,毛都粘在了一起,回来的时候有点儿“灰头土脸”。不过它们适应能力很强,回到地面正常环境后,两三个小时状态就基本恢复了。
刚从太空中返回的小鼠
为啥应急补给选了豆浆?其他食物不行吗?
王红梅:由于定制饲料没法临时补充,我们只能从航天员的食品里筛选潜在替代食物,比如压缩饼干、玉米、榛子、豆浆等,还要做地面验证,测试适口性、小鼠食用后的健康状态,以及在轨补充的可行性。
最后选豆浆,主要是因为它补给起来相对简单——直接从饲养装置补水口注入就行;而且豆浆能同时提供水分和营养,满足小鼠的应急需求。事实证明这个选择很对,小鼠都顺利喝了豆浆,挺过了断粮考验。
AI是怎么监测小鼠太空行为的?还能做啥?
王红梅:我们研发了AI行为研判系统,全程监测小鼠的运动轨迹、进食、睡眠、排便等状态。AI行为研判系统能把两只小鼠分别标成红色和绿色,还能通过它们的位置变化,研判单个小鼠的行为和两只的交互行为,比如是否有交配动作。
预测饲料消耗进度、应对断粮危机,AI都提供了关键数据支撑。几百个小时的行为数据,靠人眼根本看不完,AI能快速分析提炼,帮我们做决策,作用特别大。
“太空小鼠”行为观察
这些太空小鼠后续会做啥研究?
王红梅:返回的4只成年小鼠,我们会持续研究空间环境对它们行为、生理生化指标的影响,以及这些影响需要多久能恢复;它们的后代,我们会关注生长发育曲线、生理病理特征,之后还会监测后代的繁殖能力,进一步获得“子二代”,研究太空环境对哺乳动物多代遗传的影响。
“太空小鼠”行为观察
等这些小鼠自然死亡后,我们会在国家动物标本资源库的指导下,把它们制成标本,永久存放在国家动物博物馆,这些“太空小鼠”标本会成为很珍贵的科研和科普资源。
未来还会送更多小鼠上太空吗?有啥新计划?
王红梅:会的。这次任务只是初步尝试,我们只送了4只小鼠到中国空间站,飞行14天还遇到了突发状况,很多科学问题还没解答。未来我们希望开展多批次、更长时间的太空小鼠实验,针对不同生物学问题展开研究,它们的太空变化能为人类健康提供重要参考。
这次任务成功建立了哺乳动物空间科学实验的全流程技术体系,补上了我国在这一领域的平台缺口。等未来积累了更多数据,有了重大科学发现,才能真正让空间科学研究服务于人类健康,这也是我们的最终目标。
光明网记者宋雅娟 肖春芳
(中国科学院空间应用工程与技术中心供图)
