當人們提起蟑螂的時候,立即會想到下水溝、垃圾堆和藏在家里陰暗角落里的那些小東西,實際上在所有蟑螂種族中,大約只有1%的蟑螂屬于害蟲。從某一角度來看,蟑螂也為人類作出了很多的貢獻。首先,蟑螂是生態鏈和食物鏈上的重要一環,是環境的清道夫和垃圾的分解者,如果地球上沒有蟑螂,這個生物鏈被打斷,將會發生什么情況很難預料。其次,蟑螂體內的化學成分非常復雜,其中的很多有益成分可以制藥、制成殺蟲劑、殺菌劑。在中國古代就有用蟑螂治病的記載,《本草綱目》、《神農百草經》等典籍上也看到過蟑螂有活血、治療毒瘡的作用,目前蟑螂的有效成分已經應用到很多方面。第三,蟑螂是一個好的實驗動物,很多生理學家和醫學家用它作為實驗對象,進行了不少研究。例如,美國科學家近日研究發現,蟑螂的學習能力在早晚相差巨大,這是首例證實昆蟲學習能力受生物鐘影響的研究報告,無疑有助于人們深入地研究生物鐘的作用。近日,印度科學家依據蟑螂心臟起搏和運行機制,制造出獨特的新型人造心臟,這種人造心臟可靠性和安全性都高于西方現有的同類產品,但價格卻是后者的三十分之一。這種新型人造心臟已經在青蛙身上進行了成功的實驗,如果在其他動物實驗中也獲得同樣的結果,那么3年后它將被植入人體,這對那些急需進行心臟移植手術的患者無疑是一個特大的喜訊。另外,一些蟑螂光榮地被選為“太空游客”,進行了12天的太空之旅,并繁育出后代,也為蟑螂家族增光添彩。
太空蟑螂家族誕生
2007年9月14日,在俄羅斯哈薩克斯坦拜科努爾航天發射場,“聯盟”號火箭攜帶了一個歐洲航天局研制的“Foton—M3”科研衛星準備發射。在這顆衛星中,有一個小型“諾亞方舟”——帶有自動循環生命保障系統的密封艙,艙內有一批特殊的“乘客”——10只蒙古沙鼠、20只北螈、5只壁虎、20只食用蝸牛、54只蟑螂以及一些蝴蝶蛹等,這些小動物們將在為它們準備的特殊密封箱里渡過12天的太空之旅。它們太空旅行的全過程都將被攝像機記錄下來,以觀察太空飛行對昆蟲機體等的影響。
這些動物中有一個特別引入注目,那就是蟑螂。這是蟑螂第一次“上天”,它們可是俄羅斯沃羅涅日醫學院學生的“寵兒”,為了進行這次太空蟑螂實驗,學生們付出了辛勤的汗水。他們讓蟑螂遨游太空的目的是為了研究太空的失重環境對蟑螂成蟲及其后代的影響,為研究今后人類是否能在太空生兒育女奠定基礎。
俄羅斯的沃羅涅日醫學院承擔了在“Foton-M3”上進行太空實驗的任務,為了選取合適的太空實驗項目,這個學院在全州舉行了一次“青年人眼中的太空”競賽,鼓勵年輕人參加太空實驗。學生們絞盡腦汁,比較了很多動物,最后認為只有蟑螂符合要求。首先,蟑螂的生命力極其頑強,可以連續40天不吃不喝,這樣在太空就不需要為它們準備食物和水了;其次,蟑螂重量和體積都很小,可以大批量投放,以保證實驗數據的可靠性。第三,蟑螂以前還從未上過天,研究人員對于昆蟲在失重狀態下會發生哪些變化很感興趣。
返回地面后的蟑螂很快被送到了沃羅涅日醫學院的實驗室。科研人員對這些特殊的“太空旅客”進行了仔細地檢查,驚喜地發現其中一只蟑螂在太空受孕了,于是他們為這只蟑螂起名為“希望”,希望這只雌蟑螂能順利產卵生子,觀察到太空飛行對蟑螂子孫后代的影響。在科研人員的精心呵護下,這只名叫“希望”的蟑螂媽媽順利產下了33只小寶寶,首批太空生物宣告誕生了。
科研人員不僅對參加太空飛行的蟑螂及它們的子女感興趣,為了了解太空飛行對動物遺傳和生育的影響,還要觀察它們的子孫后代發生了什么變化。因此,“希望”蟑螂的子女也成為他們的“寶貝”,被精心飼養和呵護。2008年5月15日,俄羅斯的科學家宣布一大新的突破,蟑螂“希望”獲得了30位太空孫子,成功培育了首個新型的蟑螂家族。這些太空孫子與地球上蟑螂的一般特征一樣,它們也不像自己的父輩那樣比普通的蟑螂更快成熟,而是與普通蟑螂的平均成熟期相同。從這些結果來看,似乎太空飛行對蟑螂的后代影響不大。這種實驗在以前沒有進行過,因此,為太空生物學家的研究填補了空缺。
重要意義
隨著載人航天的發展,人類已經不滿足在地球軌道的短時間飛行,而提出要在太空建立可以供人長期居住的“太空城”及到外星球建立人類的居住基地。這樣,人需要在太空失重的環境下長時間生存和繁衍后代。眾所周知,地球上的生物是長期在地球引力的作用下形成、發展和進化的,如果離開地球引力,在太空的失重環境下,生物還能夠正常的生長、發育嗎?空間環境對它們后代是否有影響?回答這個問題對于發展載人航天具有重要意義。此外,為了人類長期在空間站生存,必須有一套完善的空間生命支持系統。在這個系統中除了人之外,還有各種動物和植物。因此,為了建立這個系統,必須了解長期空間停留對這個系統中所有成員生長發育的影響。
在漫長的地球生物發展過程中,地球上所有的生物體從細菌到人類都受重力作用,探索重力對生物生長發育的影響對生命研究有特殊的理論意義。在地球上,因為重力無所不在,所以無法進行這方面的研究,而太空是一個研究重力消失對生長發育影響的最好實驗室。所以,從載人航天一開始。發育生物學家就千方百計地找機會在太空進行失重對動物生長發育影響的研究。這次太空蟑螂實驗結果進一步證實了太空的重力對像蟑螂這樣的無脊椎動物的生長發育和繁殖后代影響不大,為地球上動物的發育現象提供新的認識。