Fiskeflyvninger i rummet er en række biologiske eksperimenter på fisk udført i kredsløb om Jorden . Dette er en del af forsøg med dyr i rummet , hvis hovedopgave er at bestemme indflydelsen af rumflyvningsfaktorer på levende organismers vækst, udvikling, tilpasning og adfærd.
Fisk er dyr, der tilbringer deres liv i vand i en tilstand, der ligner rumvægtløshed . Denne tilstand opstår som et resultat af, at Archimedes-kraften kompenserer for tyngdekraften. Undersøgelsen af fisk giver os mulighed for at fastslå, hvilken indflydelse andre flyvefaktorer har, samt hvordan nedsænkningstilstanden adskiller sig fra rumvægtløshed, og hvilken effekt denne forskel har. Desuden er fisk ofte gode modelorganismer til forskning af forskellig art.
To yngel og 50 æg af den almindelige fundulus fra fundulaceae-familien var blandt de første fisk i rummet. Fundulus er almindelige i Amerika og er hovedsageligt blevet brugt i amerikanske eksperimenter. Denne art er kendt for sin hårdførhed og evne til at tolerere temperatursvingninger fra 6 til 35 °C og ændringer i saltholdighed , hvilket er meget velegnet til de vanskelige forhold ved rumflyvning. Derudover er deres genom plastisk, og udseendet ændrer sig afhængigt af miljøet, hvilket er godt til at lave observationer.
Hovedformålet med forsøg med fisk af denne familie var at studere udviklingen af embryoner . Inden for rammerne af en kort månedlig flyvning var det muligt at observere alle etaperne. Under både den første og de efterfølgende flyvninger blev der ikke identificeret nogen afvigelser i udviklingen af fundulus. I forsøget på Bion 3 blev der dog bemærket afvigelser, men ved undersøgelse af kontrolgruppen af fisk på Jorden fandt man ud af, at årsagen var et nyt giftigt markeringsbånd [19] .
I fiskens adfærd blev der straks afsløret en ejendommelighed. I de første tre dage bevægede fiskene sig i sløjfer, skrev ottetal, uden at vide hvilken vej de skulle svømme, kaotisk orienterede deres krop i rummet. På den tredje dag svømmede fiskene på sædvanlig vis med ryggen mod lyskilden. Ynglen udklækket i nul tyngdekraft svømmede i begyndelsen det samme som deres ældre repræsentanter, men da akvariet blev rystet, blev deres bevægelse løkkelignende. Fiskens indre øre er ikke forbundet med opdrift og i rummet giver vægtløshed ikke information om kroppens position [20] [21] .
Danio rerio er den anden fiskeart, der har været i rummet. Denne art, almindelig i USSR såvel som i hele verden, bruges meget ofte i studiet af udviklingsbiologi. Embryonet udvikler sig hurtigt og går gennem stadierne fra æg til larve på kun tre dage, hvilket er velegnet til kortvarige flyvninger. Embryoer er store, gennemsigtige og udvikler sig uden for moderen, hvilket gør dem nemme at observere. Ynglen er desuden gennemsigtig på et tidligt udviklingsstadium, hvilket gør det muligt at studere skelettets knoglers opbygning og udvaskningen af calcium fra knoglerne, som observeres i rummet. Undersøgelser afslørede ingen abnormiteter i udviklingen af embryoner. Derudover bruges zebrafisk ofte i genetisk forskning. Transgene zebrafisk, der udtrykker fluorescerende proteiner inde i kroppen, bruges i forskning til at opnå tredimensionel billeddannelse af forskellige væv, skelet, muskler og sener [22] [23] . Sådanne eksperimenter hjælper med at studere muskeldystrofi .
Et af eksperimenterne udført på Soyuz-Apollo-missionen endte dog i fiasko. I et akvarium med fiskeyngel blev der pumpet vand med ilt ind i 10 dage. Til overgangen fra Soyuz med luft til Apollo med oxygen blev docking-enheden trykløst for at forberede kroppen. Det blev faldet fra 760 til 550 mmHg . På grund af trykfaldet sprænger akvarierne. Vandet blev i beholderen, men al ilten kom ud, fisken døde. A. A. Leonov skrev ind i logbogen [24] :
Hvordan har fiskene det?Guppy er den mest populære og uhøjtidelige akvariefisk , men følsom over for forskellige ændringer i miljøet. Godt undersøgt på grund af dens udbredelse. Et karakteristisk træk ved guppyer er ovoviviparitet . I modsætning til de fleste andre fisk sker befrugtning af æg og udvikling af embryonet ikke i det ydre miljø, men i hunnens krop. Som et resultat er en allerede dannet yngel født. Dette øger ynglens chancer for at overleve. For at studere den embryonale udvikling i rummet i varianten af ovoviviparitet blev disse fisk sendt.
Større tudsefisk er blevet sendt ud i rummet på shuttle - missioner . Disse uhøjtidelige fisk er endda i stand til at holde sig ude af akvariet i nogen tid. Paddefisk har balanceorganer , der ligner menneskers, mens otoliterne i fiskens indre øre er i stand til at vokse, og denne vækst afhænger af levestedet. Ud fra otoliternes struktur var det muligt at bestemme, hvilke adaptive ændringer i det indre øre, der opstår ved vægtløshed. Hos denne fisk var et vigtigt udvælgelseskriterium snudens flade form, på grund af hvilken sensorer let blev fastgjort til fisken, som kontrollerede hastigheden af elektriske signaler fra nervesystemets receptorer som reaktion på stimuli fra det vestibulære apparat [ 25] .
Der blev ikke fundet væsentlige afvigelser i strukturen af det indre øre, men følsomheden blev i gennemsnit øget 3 gange. På Jorden fortsatte overfølsomheden hele dagen. På den anden dag vendte alt tilbage til det normale [26] .
Under forhold med parabolflyvning , hvor kunstig vægtløshed skabes i en kort periode, fandt man ud af, at en af grupperne af japansk orizia opførte sig normalt og ikke bevægede sig i sløjfer, som andre fisk gør. Denne funktion af adfærd gjorde det muligt at udføre nogle eksperimenter. I de første flyvninger med denne fisk blev der udført forsøg med gydning i vægtløshed, hvilket blev gennemført med succes. Faktisk var den japanske orysia det første hvirveldyr , der parrede sig i rummet [27] . I alt blev der lagt 43 æg under det første STS-65-forsøg, hvoraf 8 yngel klækkede i rummet og yderligere 30 yngel klækkede inden for 3 dage efter landing. To yngel født i rummet fødte senere deres afkom. Reproduktionshastigheden for rumfisk var i overensstemmelse med ydeevnen af landfisk i kontroleksperimenter [28] .
Æg og yngel af orysia er gennemsigtige, hvilket gør det muligt at observere udviklingsprocessen af embryoner, knogler og muskler [29] . Genomet af orizia-fisken blev dechiffreret i 2007 [30] , og det gjorde det muligt at studere ekspressionen (aktiviteten) af alle gener i rum- og terrestriske prøver. Hvad fik forskerne til at sende disse fisk igen. I nogle eksperimenter blev modifikationen af gener, der er ansvarlige for knogleudvikling, udført, og ændringer i knoglevævsvækst og tyngdekraftens effekt på ændringer i skelettets struktur og selve vævene blev observeret [31] . Tidligere troede man, at et fald i knogletæthed i vægtløshed først opstår efter 10 dage, men hos fisk begyndte dette umiddelbart i de første dage af flyvningen [32] .
For fisk er det nødvendigt at give et særligt levested. I rummet sker dette ved hjælp af specielle installationer, tanke og akvarier [33]
På Soyuz-Apollo- og Skylab-missionerne blev fiskene holdt i almindelige plastikposer fyldt med vand og ilt.
Skytterne brugte en forseglet STATEX-boks og dens modifikation STATEX 2. Inde i trykbeholderen var der en kontrolcentrifuge og et ekstra rum til eksperimentelt udstyr.
ARF-boksen var allerede en universalbeholder, der kunne placeres på en lang række ekspeditioner.
Til eksperimenter med det vestibulære apparat af fisk blev der udviklet et specielt VFEU-akvarium. Det bruger et vandrensningssystem og bioregenerative systemer [34] .
De samme systemer blev brugt i AAEU-komplekset, men til standardforsøg med reproduktion og udvikling af fisk.
Det mindste CEBAS-modul var allerede en 8,6-liters tank, og en lukket biosfære var implementeret i den.
I øjeblikket bruger ISS Aquatic Habitat (AQH) til forsøg med fisk, med et fuldt lukket biologisk system og automatisk kontrol og mulighed for at studere både fisk og deres yngel i tre generationer [16] .