1970年代：另辟蹊径的动物实验研究
伴随着松鼠猴、狗、黑猩猩纷纷上天 ， 以及人类的成功登月 ， 动物航天实验的热潮也逐渐告一段落 ， 但是科学家仍然要探索太空生存的问题 ， 尤其是失重情况下暗藏的各种隐患和危机 ， 由此也诞生了不少另辟蹊径的动物航天实验 。
1970年 ， 美国宇航局将两只牛蛙送上了太空 ， 目的是为了探究失重环境会不会对前庭系统造成影响 。
所谓前庭系统 ， 主要是负责感知身体平衡和旋转 。 而太空的失重环境与地球表面的重力环境截然不同 ， 因此研究前庭系统在这种情况下是否正常十分重要 。 之所以选择牛蛙 ， 是因为牛蛙有着与人类相似的前庭器官；同时 ， 作为一种两栖类动物 ， 牛蛙可以很好地生活在水中 ， 也就降低了生命支持系统的研发难度 。
最终 ， 通过电极监测 ， 青蛙的前庭系统在失重六天之后 ， 逐渐适应了太空环境 ， 慢慢恢复正常 。
运送牛蛙的航天器 | 图源：NASA
而在1973年的一次载人航天过程中 ， 两只小蜘蛛被带上了太空 。 研究者希望借助蜘蛛织网的这种行为方式 ， 来探究失重环境对动物行为的影响 。
很可惜结果并不理想：虽然上太空之后 ， 蜘蛛的织网能力确实大幅度下降 ， 织出来的网更稀疏 ， 也没那么成型 。 但与此同时 ， 这两只蜘蛛也饿扁了 ， 很难判断是重力、还是肚子饿 ， 亦或者是实验室压力太大导致的行为异常 。
这个实验并不算很成功
蜘蛛在太空中织网的图像 ， 可以看到网的形状不规则 | 图源：Witt P N ，et al. 1976
和奋力织网的蜘蛛们在同一班航天飞船上的 ， 还有两条加拿大底鳉和它们的50枚鱼卵 。 研究者想要借此探究鱼类的三维空间运动能力是否会受到失重影响 ， 以及失重环境下胚胎发育的状况 。
刚进入太空时 ， 因为失去了重力引导的前庭系统作用 ， 以及光给予的视觉信息 ， 小鱼只会不停打转 。 但到了第22天的时候 ， 小鱼已经可以正常游泳 ， 这说明虽然失重环境可能会对鱼类的空间运动能力有影响 ， 但随着身体的不断调节 ， 这种影响是可以被适应的 。
而那50枚鱼卵中的48枚 ， 也在飞行期间被健康孵化出来 。
加拿大底鳉 | 图源：Wikipedia
2007年：太空生存的王者
在后来一系列的动物航天实验中 ， 有这么一种动物 ， 其传奇性可谓无“动物”能比：它甚至可以完全裸露地在太空环境下生存 。
这个“传奇”动物 ， 就是属于缓步动物门的水熊虫 。
在地球上 ， 水熊虫就因为它超强的适应能力而闻名：在超高海拔的喜马拉雅山 ， 或者是深海四千米的海底都能发现它们的踪影；即便是在极度恶劣的低温、缺氧、环境下 ， 水熊虫还可以通过隐生（Cryptobiosis）的方法存活下来 。 因此 ， 目前它也是公认的地球上生命力最强的生物 。
水熊虫的长度一般只有1毫米左右 | Wikipedia
于是 ， 在2007年欧洲的一次太空飞行中 ， 两种水熊虫被带到了太空 ， 并且暴露在不同的紫外辐射环境下 。 在最强烈的辐射环境中暴露30分钟后 ， 虽然只有少数几只水熊虫存活了下来 ， 但是这几只水熊虫产生的后代基本没受到什么影响 。
它也是目前为止 ， 在没有防护装备的情况下 ， 唯一在太空中存活下来的多细胞生物 。 水熊虫体内保护它免受辐射和真空影响的生物机制 ， 自身的DNA损伤的修复过程 ， 都还是未解之谜 。
正是这些原因 ， 使得缓步动物成为目前太空生物学的明星物种——它身上这些未解之谜的答案 ， 可能就是解开未来人类太空生活奥秘的钥匙 。
?不同处理条件下水熊虫的生存率变化 | 图源：J?nsson K I ，et al. 2008.
纵观从40年代开始的动物航天实验 ， 动物的航天飞行都是为人类航天而服务的 ， 比如探究人类能否生存 ， 在失重环境下身体器官、行为是否会发生变化 ， 以及我们的终极目标——在太空中自由生活 。
这个过程中 ， 很多实验动物的付出和牺牲 ， 值得我们铭记：正是它们的牺牲与奉献 ， 才使得我们的航天事业不断前进 ， 也让我们对未来的航天事业有了更加美好的憧憬和向往 。
（中科院物理所）
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