Рыбы в космическом пространстве
Завтра, 11 августа, к естественному спутнику Земли отправится первая за почти 50 лет российская лунная станция «Луна-25». Ракета «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» и автоматической станцией должна оторваться от стартового стола космодрома Восточный в 2:10.57 по московскому времени. Резервное время — в 2:35 12 августа.
В связи с этим важным событием в истории нашей страны, главный специалист отдела содержания пресноводных тропических гидробионтов Приморского океанариума Алексей Михайлов рассказал о рыбах, побывавших в космосе.
Всем известно, что в космос летали собаки Белка и Стрелка и другие животные. Однако, и без рыб в космическом пространстве не обошлось. Водная среда похожа на космическую невесомость. Это состояние возникает в результате того, что сила Архимеда компенсирует силу тяжести. Изучение рыб позволяет установить, какое влияние оказывают другие факторы полета, а также чем состояние погружения отличается от космической невесомости и какое влияние эта разница оказывает.
Специалист Приморского океанариума рассказал о первопроходцах космических дорог среди рыб.
Самая первая рыба, которая побывала в космосе – это обыкновенный фундулюс. Их первый полет произошел 28 июля 1973 на аппарате «Скайлэб-3». Затем в 1975 году 15 июля в космос также полетели фундулюсы на аппаратах «Аполлон» и миссии «Союз-Аполлон», а 25 ноября того же года их снова отправили в космос на аппарате «Бион-3». Этот вид известен своей выносливостью и способностью выдерживать колебания температуры от 6 до 35 °C, а также изменения солености, что подходит для космического полета. Специалист также отметил, что их геном пластичен и меняется в зависимости от среды, что хорошо для проведения наблюдений.
«Основная цель эксперимента с рыбами этого семейства была в изучении развития эмбриона. В рамках месячного полета удалось пронаблюдать все стадии. Во время полетов никаких отклонений развития фундулюсов не было выявлено. Однако, в эксперименте на «Бионе-3» отклонения все же были замечены, но при изучении контрольной группы рыб на Земле было установлено, что причиной стала новая токсичная маркировочная лента», - рассказал Алексей Михайлов.
В поведении рыб также заметили некоторые особенности: первые три дня после возвращения на Землю они двигались петлями, выписывали восьмерки, не зная в какую сторону плыть, хаотично ориентировали свое тело в пространстве. На третий день рыбы плавали уже как обычно. Вылупившиеся в невесомости мальки изначально плавали так же, как и старшие представители. Но, когда аквариум встряхивали, движения становились петлеобразными. Внутреннее ухо рыб не связано с плавучестью и в космической невесомости не дает информацию о положении тела.
Данио-рерио – это второй вид рыб, побывавших в космосе. Это случилось 2 декабря 1974 года на аппарате «Союз-16» и 15 июля 1975 года на аппарате «Союз-19» и миссии «Союз-Аполлон». Данио-рерио – это распространенный в СССР, как и во всем мире, вид, который часто используют при изучении биологии развития. Его эмбрион развивается очень быстро и проходит стадии от яйца до личинки всего за три дня, что подходит для краткосрочных полетов. На ранних стадиях развития мальки прозрачные, что позволяет изучать структуру костей скелета и вымывание кальция из костей, которое наблюдается в космосе. Исследования никаких отклонений в развитии эмбрионов не выявляли.
По словам специалиста, один из экспериментов, проводимых на миссии «Союз-Аполлон» закончился неудачно. В аквариум с мальками была закачана вода с кислородом на 10 дней. Для перехода с корабля «Союз» с воздушной средой в «Аполлон» с кислородной средой в стыковочном агрегате сбрасывалось давление, чтобы подготовить организм. Оно было сброшено 760 до 550 мм рт. ст. Из-за перепада давления аквариумы лопнули, вода осталась в контейнере, но кислород весь вышел и рыбки погибли. Космонавт Алексей Леонов в бортжурнале сделал запись: «Как себя чувствуют рыбки? – Хорошо, они все погибли».
Гуппи – самая популярная неприхотливая аквариумная рыбка, она побывала в космосе 25 ноября 1976 года на аппаратах «Союз-21» и жила на орбитальной станции «Салют-5». Гуппи чувствительна к изменениям в окружающей среде, она хорошо изучена благодаря своей распространенности. Ее характерной особенностью является яйцеживорождение, когда, в отличие от большинства других рыб, оплодотворение икры и развитие эмбриона происходит не во внешней среде, а в теле самки. В результате на свет появляется уже сформированный малек, что повышает его шансы на выживание. Этих рыб отправляли в космос для изучения эмбрионального развития в варианте яйцеживорождения в космических условиях.
Как рассказал специалист, для рыб необходимо обеспечить особую среду обитания, в космосе это делается с помощью особых установок, резервуаров и аквариумов. В миссии «Союз-Аполлон» и «Скайлэб» рыбы находились в обычных пластиковых пакетах, наполненных водой и кислородом. На шаттлах использовался герметичный бокс стейтекс и его модификация стейтекс 2. Внутри контейнера под давлением находилась контрольная центрифуга и дополнительное помещение для экспериментального оборудования. Другой бокс представлял собой универсальный контейнер, который мог применяться в большом количестве экспедиций. Для экспериментов с вестибулярным аппаратом рыб был разработан специальный аквариум. В нем используются системы очистки воды и биорегеративные системы. Эти же системы нашли применения в другом комплексе, но уже для стандартных экспериментов с размножением и развитием рыб.
Сейчас на МКС для экспериментов с рыбами используется водная среда обитания с полностью замкнутой биологической системой и автоматическим управлением, а также возможностью исследовать рыб и их мальков в течение трех поколений. На данный момент на МКС проводится множество экспериментов и с другими рыбами, которые позволят узнать о формировании живых организмов и особенности их жизнедеятельности в космическом пространстве.