北京时间2024年十月30日4时27分，神舟十九号载人飞船在酒泉卫星发射中心升空，十月30日11时00分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，航天员们又达成了太空会师，让全国人民都倍感振奋。

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乘坐神舟19号进入空间站的，除去3名航天员，还有一位特殊的乘客，那就是让人眼前一亮的——果蝇。

学过高中生物的人都了解这里面的门道有多深！

一百多年前，一只由正常红眼突变为白眼的果蝇将它宝贵的白眼基因传递下去，帮助托马斯·摩尔根证实了基因在染色体上的理论，奠定了现代遗传学基础，是非常重要的里程碑式的生物学发现之一。摩尔根因此及有关研究贡献获得1933年诺贝尔生理医学或医学奖。迄今为止，果蝇已帮助科学家在发育、免疫、神经、生物节律等范围获得至少六次诺贝尔奖。

01 为何要让果蝇上太空？

果蝇是一种要紧的模式生物，体型较小，身长只有3~4毫米。生命周期短，繁殖速度快，可以在短期内产生很多的后代，染色体数目较少，便于进行遗传学实验。近年研究发现已知的75%人类致病基因与果蝇基因同源，对果蝇的研究显著提高了大家对自然规律、人类自己的认知。

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值得一提的是，1947年2月20日，果蝇搭乘美国人缴获的德国纳粹V-2火箭登上了临界太空、返回并存活下来。由此，果蝇成为了最早进入太空的动物。

02 果蝇有什么研究价值？

依据科学家的研究，果蝇可拓展以下几个方面的空间生物效应研究：

1. 基本成长发育研究；

2. 遗传变异研究；

3. 免疫系统研究；

4. 昼夜节律及睡眠研究；

5. 组学研究；

6. 其他新型应用方向。

01 基本成长发育研究

果蝇的空间生物效应研究始于空间环境对其发育、繁殖、活动性、寿命等基本生命活动的影响，且这类研究持续到今天。

多次研究的结果表明，太空中微重力对果蝇基本成长发育会导致肯定的影响：①太空飞行中果蝇能完成基本发育经历，但发育过程的时间有变化，比如孵化、羽化延迟；②微重力下的成虫活动增加，但交配和趋地性降低，推断是因为太空中翅膀发育受损或者加速等与微重力无关的飞行重压导致的；③太空飞行中果蝇的寿命存在雌雄虫差异，雌虫寿命无明显变化，而雄虫寿命缩短。

02 遗传变异研究

早期生物实验卫星的研究表明，辐射与失重引起精子损伤和基因突变的增加，且幼虫死亡率变高，太空飞行之前受过辐照的果蝇在飞行后第一代后代的基因突变显著增加。此后的研究结果显示，辐射与微重力的复合空间生物效应，会显著增加染色体丢失和生殖细胞损伤。

03 免疫系统研究

通过测定太空环境果蝇的细胞和体液免疫通路有关影响因子的变化水平来揭示免疫功能的变化。研究发现太空飞行改变了果蝇幼虫的细胞和体液免疫反应，幼虫的细胞吞噬降低，与免疫有关的基因显著下调。在微重力环境中的果蝇，虽然感染细菌后激活了免疫，免疫有关基因表达与地面对照组没变化，但感染真菌后未能激活介导真菌免疫应答通路，说明太空果蝇的免疫功能紧急受损。

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04 昼夜活动节律及睡眠系统研究

对国内神舟九号搭载的果蝇行为测试表明：太空飞行中果蝇维持了正常的昼夜节律活动，但与对照组相比，昼夜节律时钟系统的调节输出基因存在差异，表明太空飞行影响昼夜节律输出通路。同时，太空飞行后，果蝇夜晚睡眠持续时间和睡眠片段数目发生了轻微变化。

05 组学研究

对国际空间站中果蝇的全基因组转录谱剖析表明，太空飞行致使了基因表达的要紧改变。差异表达基因主如果影响呼吸活动、发育过程和重压有关变化的基因。太空飞行与空间站的不理想环境条件使生物体遭到的额外重压，可以对基因表达产生深远影响。

06 其他新型应用方向

伴随果蝇在地面研究的广泛应用，与以“组学”技术为代表的现代生物学进步，果蝇模型在太空中正得到持续、全方位的应用。比如，长期和短期航天飞行均会对航天员心脏和心血管系统导致风险，果蝇体内控制心脏发育和功能的基因和分子渠道与人类相似，被成功用作研究心脏发育的分子遗传学基础的模型。除此之外，国际空间站中航天员已经出现氧化应激反应，用果蝇模型研究表明航天飞行后氧化应激基因表达也发生了显著变化，且太空飞行后神经元损失增加，包含神经元和突触降低等。

03 果蝇在空间站住哪儿？

果蝇在空间站里显然是不可以散养的，不然航天职员作着，旁边飞来一群小“苍蝇”，这画面太美我不敢想象。

各国依据不一样的实验目的和实验条件研发了不同功能的果蝇专用搭载装置。国内2012年神舟九号在轨飞行13天的果蝇搭载装置主要由外壳盒体、样品搭载管、电池与光源和电路控制４个模块组成（下图(ａ)，(ｂ)），其中设计了研究昼夜节律和睡眠问题所需要的昼夜光照控制系统。

中国果蝇太空搭载实验装置（a）（b）、欧洲果蝇太空搭载实验装置（c）（d）

图源：参考文件4

NASA果蝇太空搭载实验装置 图源：参考文件4

20世纪以来，从无人探测、载人探测到空间站常驻探测，果蝇一直是太空生物效应研究的理想模型。这次是大家国内初次把果蝇这种动物带上空间站。期待这类小果蝇也能像“果蝇前辈”一样，抖擞精神，为大家带来更多有意义的科学发现。

参考文献

[1]https://www.nobelprize.org/

[2]帅俊全 等. 神十九将带果蝇上太空 小鼠：等我~[EB/OL]. 公众号“中科院之声”, 2024-10-29.https://mp.weixin.qq.com/s/qByHFj3KlCF9ggLMU1wusQ

[3]比人类还早进入太空的动物 [J]. 学生之友(小学版)(探秘), 2009, (05): 30-33.

[4]马玲玲,袁俊霞,印红,等. 果蝇在空间生物学研究中的应用 [J]. 航天医学与医学工程, 2020, 33 (05): 449-456.

[5]翁宜敬. 模拟微重力效应付果蝇发育及有关基因的影响[D]. 大连海事大学, 2010.

策划：小小蒲公英

编辑：Tiara

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