在遥远的太空，有一个属于我们中国的神奇实验室——天宫空间站。2022年7月24日，问天实验舱成功发射并与天宫空间站对接，为我们带来了许多构造精密的科学实验柜，其中有两个与生命科学紧密相关的实验柜，那就是生命生态实验柜和生物技术实验柜。这两个实验柜约1.8米高、1.1米宽、0.8米深、总质量近半吨，航天员们借此完成了诸多探索生命奥秘的实验。
探索生命奥秘的双翼：生命生态实验柜和生物技术实验柜
航天员叶光富介绍问天实验舱
生命生态实验柜主要由通用生物培养模块、小型通用生物培养模块、小型受控生命生态实验模块、小型离心机实验模块、微生物检测模块和舱内辐射环境测量模块构成。这些模块分别有实时调节温度、光照及湿度,培养微小生物的生态空间,进行1-2G重力模拟,检测微生物环境状况,检测空间站辐射水平等功能。生命生态实验柜的主要任务是在空间环境条件下以动、植物（线虫、果蝇、斑马鱼、藻类、拟南芥、水稻等）为对象，研究太空特殊环境（微重力、亚磁、辐射）对生物体生长发育和生命周期的影响及其特点与规律，为建立太空生命保障系统提供实验依据。
通用生物培养模块
生物技术实验柜主要由细胞组织实验模块、细胞组织检测与调控模块、蛋白质结晶分析模块和专用实验装置构成。这些模块的主要任务是支持多类别生物样品实验，包括细胞组织培养、空间蛋白质结晶与分析等，以探索微重力环境下的生命科学问题，为航天医学及生命起源研究提供理论基础。
双剑合璧：为何需要两个生命科学实验柜？
生命是一个高度复杂的有机系统。要全面理解太空环境（微重力，亚磁等）对生命的影响，就必须从多个角度、多个层次进行深入探索。这就是“问天”实验舱需要同时配备生命生态实验柜和生物技术实验柜的原因。
从上述两个生命科学实验柜的结构和功能模块介绍可知，生命生态实验柜是从相对宏观的角度出发，以生物个体为对象，开展生物的微重力效应和空间辐射效应研究。它就像一个“太空农场”，观察着植物、动物等生物在太空中的生长变化，揭示微重力和亚磁环境对生物生长发育和生命周期的影响。
而生物技术实验柜则从微观角度出发，以生物组织、细胞和生化分子为对象，研究其在太空环境中的变化和结构特点。它就像一个“生命显微镜”，深入到生命的微观世界，探索生命的奥秘。
由此可见，这两个生物实验柜，一宏一微，一外一内，相互补充，共同构成了太空中的生命奥秘探索体系。
探索无限：空间生命科学实验柜的应用前景
随着生命生态实验柜和生物技术实验柜的投入使用，太空中的生命奥秘探索之旅正式开启，伴随着两个实验柜开展的多项前沿实验，我国空间生物学和航天医学研究已步入世界先进行列，让我们看到了广阔的应用前景。
生命生态实验柜中的水稻顺利交付实验科学家
在生命生态实验柜里，科学家们种起了水稻，从种子发芽到结出新的种子，整个过程都在太空中顺利完成。这不仅让我们看到了在太空种庄稼的希望，还为太空农业的发展打下了基础。此外，科学家们用斑马鱼和金鱼藻做了一个小小的水生生态系统，这个系统在太空里稳稳地运行了43天，创造了在空间站培养水生生物的新纪录。这个尝试对我们以后在月球、火星上建基地，甚至去更远的星球探险都非常有帮助。
更神奇的是，科学家们还研究了太空中的植物是怎么开花的。他们发现，在微重力环境下，植物的开花基因表达会有所不同，找到了控制这种变化的关键基因片段。这意味着，我们可以培育出更适合在太空生长的植物品种。
同时，在另一个生物技术实验柜里，科学家们还做了很多其他有趣的研究。比如，首次实现人类干细胞的太空造血，这有助于寻求开发癌症、衰老、神经退行性疾病、心脏病等疾病的疗法。首次实现了在微重力环境下小鼠骨骼肌细胞的在轨培养和分化，发现了细胞融合、肌管形成及细胞自噬规律。这项研究未来可通过特定药物、调整饮食结构等手段更好地保护航天员的骨骼健康，同时也为地面人群的肌肉萎缩等相关疾病提供了新的治疗思路。
更值得一提的是，这两个生命科学实验柜都采用了高度自动化和智能化的设计理念。航天员只需将实验样品装载到实验模块中，启动装置，就可以开展复杂的生命科学实验。这种设计不仅大大提高了实验效率，也为科学家们在太空开展许多复杂的生命科学实验提供了技术支持。
生命生态实验柜和生物技术实验柜在太空中的成功部署，标志着我国在探索生命奥秘的征途上迈出了重要一步。这两个实验柜的协同工作，不仅为我们提供了从宏观到微观、从个体到分子层面的全面视角，还通过高度自动化和智能化的设计，极大地提升了实验效率与精度。随着研究的深入，我们期待能揭示更多关于生命起源、太空环境对生命影响等关键问题的答案，为人类的太空探索与生命科学研究开辟新的篇章。
部分信息来源于：澎湃新闻、上观新闻等
（科学性审核：郭红锋，中国科学院国家天文台高级工程师）
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