Рыбы в космосе

Полёты рыб в космосе— серия биологических экспериментов надрыбами, проводимых наорбитеЗемли. Это часть экспериментов сживотными в космосе, основная задача, которых определить влияние факторовкосмического полётана рост, развитие, адаптацию, поведение живых организмов.
Рыбы — животные, которое проводят свою жизнь в воде в состоянии,похожемна космическуюневесомость. Это состояние возникает в результате того, чтосила Архимедакомпенсирует силу тяжести. Изучение рыб позволяет установить какое влиянии оказывают другие факторы полёта, а также чем состояние погружения отличается от космической невесомости, и какое влияние эта разница оказывает. Кроме того зачастую рыбы являются хорошимимодельными организмамидля исследований разного рода.
Два малька и 50 икринок обыкновенного фундулюса из семействафундуловыхстали одними из первых рыб в космосе. Фундулюсы распространены вАмерикеи использовались в основном в американских экспериментах. Этот вид известен своей выносливостью и способностью переносить колебания температуры от 6 до 35 °C и изменениясолёности, что очень подходит для сложных условий космического полёта. Кроме того, их геном пластичен и внешний вид меняется в зависимости от среды, что хорошо для проведения наблюдений.
Основная цель экспериментов с рыбами этого семейства была в изучении развитияэмбрионов. В рамках небольшого месячного полёта удалось пронаблюдать все стадии. В рамках как первого, так и последующих полётов никаких отклонений в развитии фундулюсов выявлено не было. В эксперименте наБионе 3были замечены все же отклонения, но при изучении контрольной группы рыбок на Земле было установлено, что причиной стала новаятоксичнаямаркировочная лента.
В поведении же рыб сразу обнаружилась особенность. Рыбы первые три дня двигались петлями, выписывали восьмёрки, не зная, в какую сторону плыть, хаотично ориентировали своё тело в пространстве. На третий день рыбы плавали уже обычным образом, спиной к источнику света. Вылупившиеся в невесомости мальки изначально плавали так же, как их старшие представители, но когда аквариум встряхивали, их движение становилось петлеобразным.Внутреннее ухорыб не связано с плавучестью и в космической невесомости не даёт информации о положении тела.
Данио-рерио — второй вид рыб побывавших в космосе. Этот распространённый вСССРкак и во всем мире вид очень часто используют при изучении биологии развития. Эмбрион развивается быстро и проходит стадии от яйца до личинки всего за три дня, что подходит для краткосрочных полётов. Эмбрионы крупные, прозрачные и развиваются вне матери, что облегчает наблюдение за ними. Мальки тоже на ранних стадия развития прозрачны, что позволяет изучать структуру костейскелетаивымываниекальцияиз костей, которой наблюдается в космосе. Исследования никаких отклонений в развитии эмбрионов не выявляли. Кроме того данио-рерио часто используют в генетических исследованиях. Трансгенных данио-рерио, которыеэкспрессируютфлуоресцентные белки внутри тела используются в исследованиях для получения трёхмерной визуализации различных тканей, скелета,мышцисухожилий. Такие эксперименты помогают в изучениимышечной дистрофии.
Однако, один из экспериментов, проводимых на миссииСоюз-Аполлонзакончился неудачно. В аквариуме с мальками рыб была закачана вода скислородомна 10 дней. Для перехода из корабля Союз с воздушной средой в Аполлон скислороднойсредой встыковочном агрегатесбрасывалось давление, чтобы подготовить организм. Оно было сброшено с 760 до 550мм ртутного столба. Из-за перепада давления аквариумы лопнули. Вода осталась в контейнере, но кислород весь вышел, рыбки погибли. А. А. Леонов в бортжурнале сделал запись:
Гуппи — самая популярная и неприхотливаяаквариумная рыбка, но чувствительная к различным изменениям в окружающей среде. Хорошо изучена благодаря своей распространённости. Характерной особенностью гуппи являетсяяйцеживорождение. В отличие от большинства других рыб, оплодотворение икры и развитие эмбриона происходит не во внешней среде, а в теле самки. В результате на свет появляется уже сформированный малёк. Это повышает шансы малька на выживание. В целях изучить эмбриональное развитие в космосе в варианте яйцеживорождения этих рыб и отправляли.
Более крупные рыбырыбы-жабыотправлялись в космос на миссияхшаттла. Эти неприхотливые рыбы способны даже некоторое время пребывать вне аквариума. У рыб-жаборганы равновесиясхожи с человеческими, при этомотолитывнутреннего уха рыбы способны расти, и этот рост зависит от среды обитания. По структуре отолитов можно было определить какие адаптивные изменения во внутреннем ухе происходят в невесомости. У данной рыбы важным критерием отбора была плоская форма рыла, благодаря которой на рыбе легко крепились датчики, которые проверяли скоростьэлектрических сигналоврецепторовнервной системына стимулы от вестибулярного аппарата.
В структуре внутреннего уха значимых отклонений не выявлено, но чувствительность была повышена в среднем в 3 раза. На Земле гиперчувствительность сохранялась в течение суток. На вторые сутки всё приходило в норму.
В условияхпараболическогополёта, где создаётсяискусственная невесомостьв течение короткого промежутка времени, было обнаружено, что одна из групп японских оризий вела себя обычно и не двигалась петлями, как это делают другие рыбы. Эта особенность поведения позволяла совершить некоторые эксперименты.
В первых полётах с этой рыбой ставились эксперименты понерестув невесомости, что успешно удалось осуществить. По сути японская оризия стала первымпозвоночным,спаривавшимсяв космосе. В общей сложности во время первого эксперимента STS-65 оризии отложили 43 икринки, из которых  в космосе вылупились 8 мальков и ещё 30 мальков вылупились в течение 3 дней после приземления. Двое мальков, родившихся в космосе, позже дали своё потомство. Скорость размножения космических рыб согласовывалась с показателями земных рыб в контрольных экспериментах.
Икринки и мальки оризии прозрачны, что позволяет наблюдать процесс развития эмбрионов, костей и мышц. Геном рыбки оризии был расшифрован в 2007 году, и это позволило изучать экспрессию (активность) всех генов в космических и земных образцах. Что подтолкнуло исследователей к повторной отправке этих рыб. В некоторых экспериментах проводилась модификация генов, отвечающий за развитие костей, и наблюдалось изменения роста костной ткани и влияния гравитации на изменения структуры скелета и самих тканей. Ранее считалось, что уменьшение плотности костей в невесомости наступает только через 10 дней, но у рыб это началось сразу же в первые дни полёта.
Для рыб необходимо обеспечить особую среду обитания. В космосе это делается с помощью особых установок, резервуаров и аквариумов
В миссиях Союз-Аполлон и Скайлэб рыбы находились в обычных пластиковых пакетах, наполненных водой и кислородом.
На шаттлах использовался герметичный бокс STATEX и его модификация STATEX 2. Внутри контейнера под давлением находилась контрольная центрифуга и дополнительное помещение для экспериментального оборудования.
Бокс ARF уже представлял собой универсальный контейнер, который мог располагаться в большом количестве экспедиций.
Для экспериментов с вестибулярным аппаратом рыб был разработан специальный аквариум VFEU. В нём используется система очистки воды и биорегенеративные системы.
Те же системы нашли применение в комплексе AAEU, но уже для стандартных экспериментов с размножением и развитием рыб.
Минимумодуль CEBAS уже представлял собой резервуар объёмом 8,6 литра и в нём реализовывалась закрытая биосфера.
Сейчас на МКС для экспериментов с рыбами используется Водная среда обитания (AQH) с полностью замкнутой биологической системой и автоматическим управлением и возможностью исследовать как рыб, так и их мальков в течение трёх поколений.