“太空农场”中的动物(上)：候选动物大盘点

“太空农场”，实际上就是科研人员们所说的生物再生生命保障系统，可能您已经对生物再生生命保障系统有了一定的了解，它是基于生态系统原理将生物技术与工程控制技术有机结合，构建由植物、动物、微生物组成的人工闭合生态系统。水和食物这些人类生活所必需的物质可在系统内循环再生，并为乘员提供类似于地球生物圈的生态环境。下面是一张生物再生生命保障系统的原理示意图，描述了空气、食物和水在系统内通过各个生物单元之间构成了循环。

我们不妨先来把生物再生生命保障系统简化地理解为一座“太空开心农场”。在这个农场里，乘员们一批一批地种菜种庄稼、养动物，然后在精心的照料下，作物和动物一批一批地长成熟了，太棒了，let’s丰收去！

那么问题来了，“太空农场”里面养什么动物好？下面马上为您盘点各国科研人员所筛选的空间生物再生生命保障系统候选动物物种。

1.昆虫

（图片来自网络）

昆虫是北航刘红教授研究团队最先提出的生物再生生命保障系统候选动物。最早提出了将蚕引入生物再生生命保障系统，作为宇航员的蛋白来源。而后又筛选出黄粉虫，黄粉虫不仅能够为宇航员提供优质的动物蛋白，又因为它能以系统中植物的不可食生物量（秸秆、蔬菜老叶等）为食，因此可作为系统废物处理的环节之一。在“月宫一号”I期105天有人密闭实验中引入了黄粉虫的培养研究。

2.甲壳类软体动物

（图片来自网络）

美国、日本等国曾将蜗牛作为太空基地宇航员动物蛋白来源，在地面建立了各种试验系统。2000年，中国科学院也设计了养殖蜗牛（Bulinus australianus）的简单闭环水生系统。俄罗斯研究者2010年还提出了利用巨型蜗牛螟褐云玛瑙螺（Achatina fulica）作为“太空农场”中蛋白的来源。

3.鱼类

C.E.B.A.S.迷你单元中培养的剑尾鱼

美国和德国共同设计了养殖剑尾鱼同时种植水生植物的受控生态生命保障系统。德国科学家还曾在C.E.B.A.S.系统中纳入了中国草鲤鱼（Ctenopharyngodon idellus）。

4.禽畜类

 日本研究者在CEEF系统中饲养山羊

俄罗斯研究者Meleshko等人曾提出将鹌鹑引入生物再生生命保障系统的设想，并进行了空间站的搭载培养试验，以失败告终。日本研究者曾向闭合生态实验设施(Closed Ecology Experiment Facilities, CEEF)系统中引入山羊(Capra hircus var. Shiba)，饲喂植物不可食生物量，进行了三次为期一到两周的综合系统实验，利用山羊消耗系统内作物的不可食生物量同时将羊奶作为受试人员的动物蛋白来源。

那么问题又来了，这些动物中，哪种更具有优势？为什么我们在月宫一号的第一次有人密闭实验中，选择了培养昆虫？敬请期待《“太空农场”中的动物(下)：小小昆虫完胜》

参考文献：

Leyuan Li, Zhiruo Zhao, Hong Liu, Feasibility of feeding yellow mealworm (Tenebrio molitor L.) in bioregenerative life support systems as a source of animal protein for humans, Acta Astronautica, 2013. 92(1):103-109

Masuda, T., Food Supplies for Habitation Experiments in an Earth-based Advanced Life Support System. World of Food Science, 2007. 2: p. 1-10.

Meleshko, G.I., et al., Quail as a Possible Object of Biological Life-support Systems of Space Crews. Acta Veterinaria Brno, 1993. 62: p. 9-15.

Midorikawa, Y., et al., Celss Nutrition System Utilizing Snails. Acta Astronautica, 1993. 29(8): p. 645-650.

Verbitskaya, O., N. Manukovsky, and V. Kovalev. The Giant Snail Achatina fulica as a Candidate Species for Advanced Bioregenerative Life Support Systems. in 38th COSPAR Scientific Assembly. 2010. Bremen, Germany.

Wang, G.H., et al., Performance of a Simple Closed Aquatic Ecosystem (CAES) in Space. Advances in Space Research, 2004. 34(6): p. 1455-1460.

Yu, X.H., H. Liu, and L. Tong, Feeding Scenario of the Silkworm Bombyx Mori, L. in the BLSS. Acta Astronautica, 2008. 63(7-10): p. 1086-1092.

欢迎扫码关注"月宫一号"微信公众号, 由

北京航空航天大学生物与医学工程学院

环境生物学与生命保障技术研究所 "月宫一号" 刘红教授科研团队

中国生物医学工程学会-全国空间基地生命保障首席科学传播专家团队

创建并维护。带您了解载人深空探测生命保障系统科普知识和最新研究动向。