魚上太空會眩暈嗎？

指導(dǎo)教師/盧君輝

我國已經(jīng)在中國空間站上培育過植物，比如水稻和擬南芥。航天員觀察并記錄了植物在微重力環(huán)境下生長和在地球上生長的不同。但是你知道嗎？神舟十八號送魚上太空了！航天員的選拔非常嚴(yán)格，他們要進行轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練、離心機訓(xùn)練等各種訓(xùn)練，那魚上太空，需不需要給它做訓(xùn)練？如果訓(xùn)練的話，魚會不會感到難受，會不會眩暈，行為又與平時有什么不一樣呢？這些問題不僅困擾著我，是不是也同樣難倒了你？幸虧國家自然博物館“小小研究生”水生生物班給我提供了研究機會，讓我們一起學(xué)習(xí)、共同進步吧！

1 實驗方案

這次研究，我選擇了金魚作為實驗對象。而如何旋轉(zhuǎn)既可以滿足課題的要求，又不會傷到金魚是這次實驗的重點，于是我和盧老師討論了兩個方案。

方案1：把金魚放在桶里，拿一根筷子快速攪動水，使水形成漩渦，帶動水里的金魚旋轉(zhuǎn)起來。

方案2：把金魚放在一個瓶子里擰緊蓋子，然后拿一根繩子拴住瓶子，接著甩開胳膊使勁掄，模擬轉(zhuǎn)椅旋轉(zhuǎn)。

如果選擇方案2，我想那么快旋轉(zhuǎn)瓶子的話，金魚可能會碰撞到瓶子，如果撞暈了，會影響我的實驗結(jié)果，無法判斷它是轉(zhuǎn)暈的還是撞暈的；且如果不小心把瓶子甩出去摔碎了，導(dǎo)致金魚摔在地上死掉，也會影響實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，所以我決定采用方案1，這個方案更容易觀察金魚的狀態(tài)。

在實驗開始前，我把金魚的大小進行了區(qū)分，體長4 ～ 7 厘米的記錄為小魚，體長大于7 厘米的記錄為大魚。

2 實驗分析

實驗1

取14 條金魚，隨機分為兩組（包括小魚和大魚），每組7 條，一組為實驗組，一組為對照組。將實驗組金魚每次一條進行3 次旋轉(zhuǎn)實驗，觀察并記錄實驗組金魚旋轉(zhuǎn)后的活動現(xiàn)象和與對照組金魚的區(qū)別，作為后續(xù)實驗判斷金魚是否眩暈的標(biāo)準(zhǔn)。同時，觀察并記錄不同大小金魚的恢復(fù)時間。

實驗結(jié)果1：旋轉(zhuǎn)會讓金魚產(chǎn)生眩暈的表現(xiàn)

旋轉(zhuǎn)后，眩暈的金魚會體現(xiàn)出沉底、行為緩慢或靜止，以及拒食的現(xiàn)象，其中，眩暈比較嚴(yán)重的金魚，可能無法控制身體自由游動。如下表所示，暈得嚴(yán)重的金魚，會在中下部游動或不動，將其撈到水面后，也會繼續(xù)潛到下方，基本不吃食。而暈得比較輕的金魚，則會在中上部游動，并且游動片刻后就會吃食。

金魚旋轉(zhuǎn)前后行為狀態(tài)對比

█有撲動 □無撲動或輕微撲動 ◆隨意游動 ◇中下部游動或不動

實驗結(jié)果2：大魚比小魚更容易從眩暈中恢復(fù)

經(jīng)測算，小魚的恢復(fù)時間平均為358.9秒，大魚的恢復(fù)時間平均為38.1 秒。這說明在同樣的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)下，魚的體形越小，需要的恢復(fù)時間越長；體形越大，恢復(fù)時間就越短。

實驗2

另取40 條金魚隨機分為4 組，每組10條。其中10 條作為對照組，另外30 條為實驗組：實驗1 組（序號1～10，旋轉(zhuǎn)50 圈組），實驗2 組（序號11～20，旋轉(zhuǎn)100 圈組），實驗3 組（序號21～30，旋轉(zhuǎn)150 圈組）。每組魚每次一條在小桶中旋轉(zhuǎn)對應(yīng)組別的圈數(shù)后放到大桶中。

實驗結(jié)果

經(jīng)測算，旋轉(zhuǎn)50 圈的金魚恢復(fù)時間平均為154.7 秒，旋轉(zhuǎn)100 圈的金魚恢復(fù)時間平均為216.7 秒，旋轉(zhuǎn)150 圈的金魚恢復(fù)時間平均為222 秒。這說明旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)越多，金魚會處于一種更深度、更難以恢復(fù)的眩暈狀態(tài)，金魚的恢復(fù)時間也更長。但是旋轉(zhuǎn)100 圈和旋轉(zhuǎn)150 圈恢復(fù)時間差別不大，說明金魚眩暈感會達到一定的上限，再增加旋轉(zhuǎn)圈數(shù)也不會改變恢復(fù)時間了。

實驗3

將上述實驗中平均恢復(fù)時間最長的一組金魚選出來進行訓(xùn)練實驗，連續(xù)訓(xùn)練5 天，并記錄恢復(fù)時間。

實驗結(jié)果

選6 條金魚進行實驗，每天對其進行眩暈訓(xùn)練，記錄恢復(fù)時間。這批金魚經(jīng)過一次次訓(xùn)練后，恢復(fù)正常所用的時間逐漸減少，顯示金魚眩暈后的恢復(fù)能力可以通過人為的訓(xùn)練得到提升。訓(xùn)練的次數(shù)越多，恢復(fù)時間就越短。經(jīng)測算，第1 天金魚的恢復(fù)時間平均為100 多秒，而到了第5 天，金魚的恢復(fù)時間平均僅為7.1 秒。

3 實驗總結(jié)

從本次實驗可以看出，如果真的給魚做類似轉(zhuǎn)椅的訓(xùn)練，它也是會眩暈的。我國航天科研現(xiàn)在處于高速發(fā)展的階段，送魚上太空進行科學(xué)實驗，魚會處于眩暈狀態(tài)甚至死亡，那么就會影響科學(xué)實驗的開展。所以本研究的結(jié)論告訴人們，可以選擇體形較大、經(jīng)過多次眩暈訓(xùn)練的魚上太空完成任務(wù)。這次實驗是以金魚為實驗對象，那其他魚類呢？金魚屬于小型魚類，那大型魚類呢？除了魚類之外的其他海洋生物呢？是否都會有同樣的實驗結(jié)論？越來越多的疑問出現(xiàn)在腦海，越來越多的謎題等著我用實驗一步步解開。

在盧老師的引導(dǎo)下，我成功完成了本課題的研究，取得了滿意的研究成果。科學(xué)研究的過程就像唐僧師徒四人去西天取經(jīng)一樣，有時候枯燥，有時候令人煩惱，而取得成果的時候就像打贏妖怪、取得真經(jīng)一樣令人高興！科學(xué)研究之路有荊棘也有鮮花，讓我們一起努力、結(jié)伴同行吧！

該實驗獲得第二十四屆北京市中小學(xué)生金鵬科技論壇活動一等獎。