四只中國(guó)小鼠上天了！回望那些替人類先行的動(dòng)物“航天員”

10月31日，神舟二十一號(hào)載人飛船成功發(fā)射，駛向空間站。這一次，航天員們還帶上了四位特殊的動(dòng)物伙伴——小鼠。

這些小鼠并不是我們常見(jiàn)的小白鼠，而是近交系小黑鼠。它們將成為首批進(jìn)入中國(guó)空間站的除人類以外的哺乳動(dòng)物，也是繼線蟲、斑馬魚、果蠅和渦蟲之后，中國(guó)空間站迎來(lái)的最新動(dòng)物“航天員”。

四只登上神舟二十一號(hào)的小鼠（圖源：央視新聞）

在接下來(lái)的5到7天里，這些小鼠將適應(yīng)失重環(huán)境、完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并最終隨神舟二十號(hào)一同回到地球。它們的太空之旅不僅是中國(guó)航天實(shí)驗(yàn)體系的重要一步，也讓人們?cè)俅蜗肫鹉切┰谌祟惖巧咸涨埃缫严刃幸徊降膭?dòng)物朋友們。

今天，就讓我們來(lái)一起回顧那些登上太空的動(dòng)物“航天員”吧！

早期的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：當(dāng)生命首次離開地球

人類對(duì)太空的好奇，始終伴隨著對(duì)生命極限的追問(wèn)。

20 世紀(jì)初，隨著火箭技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們面臨著一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：生命能否在太空環(huán)境中存活？要回答這個(gè)問(wèn)題，直接讓人類冒險(xiǎn)顯然不現(xiàn)實(shí)，動(dòng)物自然而然成為了探索太空的 “先鋒隊(duì)”。

首個(gè)進(jìn)入太空的動(dòng)物是一種隨處可見(jiàn)的昆蟲——果蠅。1947年2月20日，它們搭乘著V-2火箭，在美國(guó)新墨西哥州成功升空，飛越了海拔100千米的“卡門線”——也就是人類定義的外太空與地球大氣層的界線。

果蠅是首個(gè)進(jìn)入太空的動(dòng)物 （圖源：APS / U.S. Army / U.S. Air Force）

約50分鐘的飛行結(jié)束后，返回艙成功著陸，而里面的果蠅乘客仍然“幸存”，這無(wú)疑增強(qiáng)了科學(xué)家們的信心，為之后的動(dòng)物太空飛行打下基礎(chǔ)。之后的幾十年時(shí)間，果蠅一直是宇宙飛船上的常客。

果蠅（圖源：Dick Belgers）

此后，美國(guó)將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了與人類生理結(jié)構(gòu)更接近的靈長(zhǎng)類動(dòng)物。

1949年，來(lái)自美國(guó)的恒河猴阿爾伯特二世（Albert II）搭乘V-2火箭升空，到達(dá)了約134千米的高度，成為第一只成功進(jìn)入太空的靈長(zhǎng)類動(dòng)物。不幸的是，因降落傘故障，它在返回時(shí)不幸遇難。監(jiān)測(cè)設(shè)備記錄下了它寶貴的呼吸和心臟數(shù)據(jù)，證明哺乳動(dòng)物能夠在太空環(huán)境中存活。

V-2火箭將阿爾伯特二世送入太空 （圖源：Air Research and Development Command）

隨后，小鼠、大鼠等嚙齒類動(dòng)物也相繼加入太空探險(xiǎn)隊(duì)，它們體型小、繁殖快、易于管理的特點(diǎn)，讓科學(xué)家能夠在短時(shí)間內(nèi)開展大量實(shí)驗(yàn)，快速積累太空環(huán)境對(duì)生物影響的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

與美國(guó)不同，蘇聯(lián)最初選擇了狗作為主要實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。1957 年，時(shí)年3歲的流浪狗萊卡（Лáйка）搭乘“斯普特尼克2號(hào)”（Спутник-2）衛(wèi)星升空，成為了首個(gè)環(huán)繞地球飛行的動(dòng)物。

小狗萊卡（圖源：Wikipedia）

但是，由于當(dāng)時(shí)重返大氣層的技術(shù)尚未發(fā)展成熟，這成為了一場(chǎng)無(wú)法返航的旅途。飛行數(shù)小時(shí)后，在飛船繞地球第四圈時(shí)，它因因過(guò)熱和高壓而死亡。后來(lái)，人們?cè)谀箍曝Q起一座紀(jì)念碑，以紀(jì)念這只可敬的小狗。

萊卡紀(jì)念碑（圖源：Universe Today）

1960年，蘇聯(lián)的“貝爾卡”（Белка）和“斯特列爾卡”（Стрелка）兩只小狗，連同兔子、大鼠和小鼠，搭乘“斯特普尼克5號(hào)”（Спутник-5）成功完成了軌道飛行，成為首批進(jìn)入軌道后活著返回地球的動(dòng)物。

2010年俄羅斯發(fā)行的一枚郵票上印有貝爾卡和斯特列爾卡，以慶祝它們太空飛行50周年（圖源：Russian Post）

1961年1月，美國(guó)將第一只黑猩猩漢姆（Ham）送入太空，完成了預(yù)設(shè)任務(wù)，證明了動(dòng)物在微重力環(huán)境下仍能保持認(rèn)知和操作能力。而僅在三個(gè)月后，尤里?加加林搭乘“東方1號(hào)”宇宙飛船升空，成為了進(jìn)入太空的第一個(gè)人類。

哈姆是第一只進(jìn)入太空的黑猩猩（圖源：NASA）

此后的動(dòng)物“航天員”們，繼續(xù)在更復(fù)雜、更精密的航天任務(wù)中扮演著先鋒角色。昆蟲、魚類、青蛙、貓咪......可敬的動(dòng)物朋友們用自己的經(jīng)歷，為人類打開了太空之門，證明了太空并非生命禁區(qū)，也為后續(xù)的載人航天積累了不可或缺的寶貴數(shù)據(jù)。

第一只進(jìn)入太空的貓咪費(fèi)利塞特（Félicette，圖源：Wikipedia）

20世紀(jì)的中國(guó)動(dòng)物航天員：帶著小狗飛上天

當(dāng)美蘇在太空展開激烈競(jìng)賽時(shí)，中國(guó)的航天事業(yè)也正起步。20 世紀(jì) 60 年代，面對(duì)復(fù)雜的國(guó)際環(huán)境和有限的技術(shù)條件，中國(guó)航天人深知，要實(shí)現(xiàn)載人航天夢(mèng)想，必須先通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)攻克太空環(huán)境對(duì)人體影響的科學(xué)難題。

正在升空的T-7A火箭（圖源：《小狗飛天記——中國(guó)生物火箭試驗(yàn)紀(jì)實(shí)》）

1964年7月19日，為了驗(yàn)證超重、失重、宇宙輻射等因素對(duì)生物的影響，我國(guó)第一枚生物探空火箭“T-7A（S1）”從安徽廣德發(fā)射升空。火箭上搭載著4只大白鼠和4只小白鼠，以及12支裝有不同生物樣品的試管，這是我國(guó)首次動(dòng)物太空之旅。

去過(guò)太空的大白鼠返回地面所生的后代 （圖源：《小狗飛天記——中國(guó)生物火箭試驗(yàn)紀(jì)實(shí)》）

不止于此，為了向載人航天目標(biāo)邁進(jìn)，科研團(tuán)隊(duì)決定采用神經(jīng)系統(tǒng)更為發(fā)達(dá)的犬類作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。1966年，兩只小狗“小豹”（公）和“珊珊”（母）從30多只小狗中脫穎而出，被選中參加上天試飛實(shí)驗(yàn)。它們體重約 6 公斤、體格健康、反應(yīng)靈敏、性格溫和，完全符合任務(wù)要求。

被挑選出的小狗們，準(zhǔn)備參加各種地面實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)，右二、三為“珊珊”、“小豹”（圖源：《小狗飛天記——中國(guó)生物火箭試驗(yàn)紀(jì)實(shí)》）

歷經(jīng)嚴(yán)格的訓(xùn)練和考核之后，“小豹”和“珊珊”在1966年7月15日和28日分別搭乘專門為小狗上天而設(shè)計(jì)的T-7A（S2）火箭飛向太空。

“小豹”和“珊珊”（圖源：新華社）

這次的任務(wù)飛行高度為70千米，記錄下了小狗們的心電、血壓、呼吸和體溫等生理指標(biāo)，并用條件反射實(shí)驗(yàn)裝置觀察了飛行中小狗的高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)的反應(yīng)，為我國(guó)生物太空飛行積累了寶貴的資料。最終，兩只訓(xùn)練有素的小狗都平安無(wú)事，相繼從太空順利歸來(lái)。

21世紀(jì)的中國(guó)動(dòng)物航天員：模式動(dòng)物的太空使命

進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨著神舟飛船的成功發(fā)射和天宮空間實(shí)驗(yàn)室的建成，動(dòng)物航天實(shí)驗(yàn)迎來(lái)了全新階段。那些被科學(xué)家精心挑選的“模式動(dòng)物”——專門用于揭示生命普遍規(guī)律的研究對(duì)象——憑借各自獨(dú)特的生理特性，用生命數(shù)據(jù)為航天員的健康安全保駕護(hù)航。

接下來(lái)，就讓我們看看這些進(jìn)入中國(guó)空間站中的動(dòng)物“航天員”們。

在空間站的實(shí)驗(yàn)艙里，體長(zhǎng)僅1毫米左右的秀麗隱桿線蟲，是最早入駐的 “迷你探險(xiǎn)家” 之一。

秀麗隱桿線蟲（圖源：Wikipedia）

秀麗隱桿線蟲生長(zhǎng)周期短、繁殖快，對(duì)太空輻射和微重力的反應(yīng)機(jī)制與哺乳動(dòng)物相近。因此，它成為研究太空環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老等影響的理想對(duì)象。

神舟十五號(hào)任務(wù)期間，科研人員利用問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜的小型通用培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K開展了線蟲實(shí)驗(yàn)，對(duì)輻射環(huán)境下線蟲個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育及組織器官損傷進(jìn)行在軌自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

任務(wù)中使用的艙內(nèi)輻射生物恒溫箱貨包（圖源：中國(guó)載人航天工程網(wǎng)）

在神舟十六號(hào)任務(wù)中，線蟲的實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)一步升級(jí)。一部分處于休眠狀態(tài)的線蟲被送到夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙艙外接受長(zhǎng)期輻射，幫科學(xué)家探尋生物對(duì)抗輻射損傷的機(jī)制；另一部分則助力尋找輻射損傷的生物標(biāo)志物，為篩選抗輻射藥物提供數(shù)據(jù)支撐，堪稱太空輻射的 “偵察兵”。

斑馬魚也是太空中的理想的實(shí)驗(yàn)對(duì)象之一。這是一種小型的熱帶淡水魚，體形小、繁殖快、發(fā)育周期短，其基因組和人類基因組有高達(dá)80%以上的相似度，堪稱“水中小白鼠”。

斑馬魚（圖源：Wikipedia）

在神舟十八號(hào)任務(wù)中，科學(xué)家首次在軌建立由4條斑馬魚和4克金魚藻組成的自循環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)持續(xù)了43天，斑馬魚在太空中成功產(chǎn)卵，還出現(xiàn)了背腹顛倒游泳、旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)圈等異常運(yùn)動(dòng)行為，為研究失重對(duì)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)與感知系統(tǒng)的影響提供了珍貴資料。

空間站上的斑馬魚（圖源：中國(guó)載人航天工程網(wǎng)）

到了神舟二十號(hào)，斑馬魚再度“出征”。這次，科研人員帶上了經(jīng)過(guò)基因敲除處理的個(gè)體，與普通斑馬魚一同進(jìn)行對(duì)比研究，以探索微重力下骨質(zhì)流失與心肌變化的分子機(jī)制。

果蠅——我們熟悉的老面孔，更是太空動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的常客。它們個(gè)頭小、繁殖快、易飼養(yǎng)，是經(jīng)典的遺傳學(xué)研究對(duì)象。它與哺乳動(dòng)物的基因同源性高，很多與人類疾病相關(guān)的基因在果蠅中都能找到對(duì)應(yīng)版本。

果蠅（圖源：André Karwath）

在神舟十九號(hào)任務(wù)中，果蠅乘坐天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船進(jìn)入空間站，參與“空間亞磁—微重力復(fù)合環(huán)境生物學(xué)效應(yīng)研究”。這是國(guó)際上首次在空間站中設(shè)置空間亞磁環(huán)境并探索其生物學(xué)效應(yīng)。

空間站中的果蠅（圖源：中國(guó)載人航天工程網(wǎng)）

最終，果蠅在太空中成功繁育了三代，但其行為出現(xiàn)顯著變化：它們常在空中漂浮、翻滾、甚至難以順利交配。科研人員收集了超過(guò)4TB的數(shù)據(jù)，并在返回樣品中進(jìn)行基因測(cè)序，以揭示空間環(huán)境對(duì)神經(jīng)行為與基因表達(dá)的影響。

想知道太空環(huán)境會(huì)如何影響 “細(xì)胞再生” 嗎？渦蟲絕對(duì)是開展實(shí)驗(yàn)的好選擇。這是一種擁有驚人再生能力的扁形動(dòng)物，即使被切成兩半，也能各自再生出完整的身體。它的基因組與人類相似度達(dá)70%以上，是研究細(xì)胞再生、組織修復(fù)和抗衰老的重要模型。

渦蟲（圖源：Eduard Solà|Wikipedia）

在神舟二十號(hào)任務(wù)中，科學(xué)家將來(lái)自不同個(gè)體的48段渦蟲樣本裝入特制實(shí)驗(yàn)盒，隨飛船進(jìn)入太空。這次實(shí)驗(yàn)旨在揭示太空環(huán)境對(duì)渦蟲再生形態(tài)、行為及分子機(jī)制的影響，從而為太空醫(yī)學(xué)、傷口愈合及衰老研究提供新思路。

如今，四只小鼠搭乘著神舟二十一號(hào)飛向空間站，是太空模式生物研究的重要一步。小鼠與人類的基因相似度約為85%，它們的重任是要替人類探路，其免疫、骨骼、神經(jīng)等系統(tǒng)的變化也能直接映射人類在太空中的生理反應(yīng)。

從1947年果蠅首探太空，到如今中國(guó)空間站迎來(lái)小鼠“訪客”，可以說(shuō)，動(dòng)物“航天員”的足跡貫穿了人類航天探索的每一步。正是它們的先行，讓人類的太空夢(mèng)想能夠走得更穩(wěn)、更遠(yuǎn)。（劉若冰）

參考資料：

[1] 中央廣播電視總臺(tái)中國(guó)之聲. 短暫“出差”太空 “小鼠航天員”太空之旅如何度過(guò)？.新華網(wǎng).2025-10-31 https://app.xinhuanet.com/news/article.html?article>

[2] Taylor Maggiacomo and Alexander Stegmaier. ANIMALS IN SPACE. National Geographic. 2021-10-21. https://www.nationalgeographic.com/magazine/graphics/a-visual-timeline-of-every-animal-ever-sent-into-space

[3] 中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所.《小狗飛天記——中國(guó)生物火箭試驗(yàn)紀(jì)實(shí)》.科學(xué)出版社.2008

[4] 【2025年全國(guó)科技周特別企劃】以生命叩問(wèn)蒼穹——人類航天史上的“動(dòng)物先驅(qū)”（三）. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與健康生活. https://mp.weixin.qq.com/s/ZYt1Kqcp5S9AA6qdbjuXOA

[5] 今日太空實(shí)驗(yàn)室|中國(guó)空間站“動(dòng)物航天員”檔案. 中國(guó)載人航天工程網(wǎng). 2025-05-28. https://www.cmse.gov.cn/xwzx/202505/t20250528_56641.html

[6] 劉暢,劉昊冰.動(dòng)物太空旅行簡(jiǎn)史[J].小哥白尼(野生動(dòng)物),2020,(05):12-15.

本文在科普新媒體平臺(tái)“蝌蚪五線譜”刊發(fā)，經(jīng)授權(quán)發(fā)布

審核：劉勇 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員、中國(guó)航天科普大使