Thế giới đang chứng kiến những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực nghiên cứu không gian. Trong khi các sứ mệnh tập trung vào con người và công nghệ thường được chú ý nhiều hơn, nghiên cứu về sinh thái và sự sống trong không gian lại mang ý nghĩa cốt lõi đối với tương lai lâu dài của nhân loại. Mới đây, dự án Thần Châu 18 của Trung Quốc đã công bố kế hoạch thực hiện thí nghiệm nuôi cá trong môi trường không gian, với sự tham gia của cá ngựa vằn và rong đuôi chó .
Đây không chỉ là nỗ lực nhằm chứng minh khả năng nuôi trồng động vật có xương sống ngoài quỹ đạo, mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới về cơ chế thích nghi của hệ sinh thái trong môi trường không trọng lực.
Khởi đầu của một hệ sinh thái không gian
Nghiên cứu từ dự án Thần Châu 18 mang tính đột phá khi không dừng lại ở việc theo dõi biến đổi sinh học ở từng cá thể mà tập trung xây dựng và quan sát sự vận hành của một hệ sinh thái khép kín trong môi trường không gian. Đây là lần đầu tiên Trung Quốc tiến hành thí nghiệm nuôi cá có xương sống trên quỹ đạo, đánh dấu bước tiến lớn trong lĩnh vực nghiên cứu sinh thái vũ trụ.
Không giống như nghiên cứu trước đây về "hạt giống không gian", vốn chỉ tập trung vào biến đổi gen trong điều kiện vi trọng lực, thí nghiệm lần này hướng tới mục tiêu lâu dài hơn: phát triển các loài sinh vật có khả năng sinh sản và duy trì sự sống bền vững trong không gian.
Trong thí nghiệm, cá ngựa vằn và rong đuôi chó sẽ cùng tồn tại, cùng với các vi sinh vật cần thiết để tạo nên một vòng tuần hoàn sinh thái nhỏ. Điều này cho phép các nhà khoa học quan sát và phân tích cách các yếu tố sinh học tương tác trong điều kiện không trọng lực và bức xạ cao.
Học hỏi từ Nhật Bản: Bài học tiên phong
Trước Trung Quốc, Nhật Bản đã có những thí nghiệm tương tự trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sinh trên không gian. Năm 2012, Cơ quan Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) gửi lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) một bể cá đặc biệt mang tên "Môi trường sống dưới nước" (AQH).
AQH được thiết kế với bốn phần chính: hai khu vực sống dành cho cá, hệ thống tuần hoàn nước, bộ điều khiển và camera. Hệ thống này không chỉ cung cấp oxy và điều chỉnh nhiệt độ mà còn đảm bảo việc tự động cho cá ăn.
Trong thí nghiệm của Nhật Bản, loài cá medaka đã được chọn làm đối tượng nghiên cứu. Cá medaka nổi bật với cơ thể trong suốt, cho phép các nhà khoa học quan sát sự phát triển của cơ quan nội tạng và tế bào bên trong. Ngoài ra, chúng có tốc độ sinh sản nhanh, giúp các nhà nghiên cứu theo dõi nhiều thế hệ cá trong một nhiệm vụ không gian.
Những dữ liệu thu thập từ thí nghiệm này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về sự thích nghi của cá mà còn cung cấp cơ sở lý thuyết quan trọng cho việc nghiên cứu sự thay đổi vật lý của con người khi sống lâu dài trong không gian.
Tại sao Trung Quốc chọn cá ngựa vằn?
Khác với Nhật Bản, Trung Quốc quyết định sử dụng cá ngựa vằn làm đối tượng nghiên cứu chính thay vì cá medaka bản địa (cá ngựa vằn, một loài cá cảnh phổ biến, có nguồn gốc từ khu vực Ấn Độ). Dù có nhiều điểm tương đồng với cá medaka về kích thước, chế độ ăn và khả năng sinh sản, nhưng cá ngựa vằn lại có ưu thế riêng khi được sử dụng trong nghiên cứu khoa học.
Cá ngựa vằn thường được dùng để nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh vật và môi trường sống, đặc biệt là về sự phát triển của phôi, mô và cơ quan. Hiện nay, có hơn 1.500 phòng thí nghiệm trên thế giới đang sử dụng cá ngựa vằn để nghiên cứu trong các lĩnh vực như sinh học phát triển, y học và khoa học môi trường.
Ngoài ra, việc lựa chọn cá ngựa vằn thay vì cá medaka cũng thể hiện sự khác biệt trong định hướng nghiên cứu của Trung Quốc. Trong khi cá medaka tập trung vào những biến đổi ở cấp độ cá thể, cá ngựa vằn được chọn để giải quyết các câu hỏi lớn hơn liên quan đến sự tương tác và thích nghi của cả hệ sinh thái.
Bước tiến từ cá đến hệ sinh thái hoàn chỉnh
Không dừng lại ở cá ngựa vằn, thí nghiệm lần này của Trung Quốc còn bao gồm rong đuôi chó, một loài thực vật thủy sinh phổ biến. Sự kết hợp giữa cá, thực vật và vi sinh vật trong môi trường không gian sẽ tạo ra một hệ sinh thái nhỏ, cho phép các nhà khoa học quan sát cách các yếu tố này tương tác và thích nghi.
Dự án không chỉ quan tâm đến từng cá thể trong hệ sinh thái mà còn tập trung vào sự vận hành của toàn bộ hệ thống. Điều này đánh dấu một bước tiến lớn trong việc xây dựng các mô hình sinh thái phù hợp với điều kiện sống ngoài Trái Đất.
Các thí nghiệm như vậy không chỉ đóng vai trò cung cấp dữ liệu khoa học mà còn mang ý nghĩa thực tiễn cao. Chúng có thể giúp con người hiểu rõ hơn về cách xây dựng và duy trì hệ sinh thái tự nhiên trong các sứ mệnh di cư liên hành tinh.
Nghiên cứu nuôi cá trong không gian không chỉ đơn thuần là một thử nghiệm khoa học mà còn phản ánh tầm nhìn chiến lược của Trung Quốc trong cuộc đua chinh phục vũ trụ.
Trong khi các quốc gia khác tập trung vào việc nghiên cứu những thay đổi sinh học ở cá thể, Trung Quốc đã đặt mục tiêu xa hơn: xây dựng một hệ sinh thái hoàn chỉnh trong môi trường không trọng lực. Điều này không chỉ yêu cầu sự phối hợp giữa các lĩnh vực khoa học khác nhau mà còn đòi hỏi khả năng công nghệ vượt trội.
Lấy link