科学时光机 | 1957年11月3日，探索生命演化的前沿科学——宇宙生物学正式诞生

自20世纪起，随着人类对外层空间探索的频次、深度与广度持续攀升，加之对生物与环境关系认知的逐步加深，针对地球生物在外太空活动规律的研究，逐渐构建起了系统且专门的学科体系。1957年11月3日，前苏联成功发射“人造地球卫星2号”，该卫星首次将地球动物——小狗“莱依卡”送入地球轨道。这一创举证实了哺乳动物在太空极端恶劣环境下具备生存能力，也标志着宇宙生物学这一学科的正式诞生。

人类首次搭载动物——小狗“莱依卡”进入地球轨道

宇宙生物学，亦被称作空间生命科学，其研究范畴广泛，涵盖宇宙飞行过程中失重、震动、加速度等物理因素，以及变化的气体环境，还有宇宙中真空、辐射、磁场强度降低等条件，对生命体基本机能与行为产生的多方面影响。该学科的出现与发展，不仅突破了以往仅聚焦于地球生物在地表环境下生命活动研究的局限，而且在深化对宇宙空间的认知、推动太空资源开发，以及实现星际移民等宏伟目标方面，均具有不可估量的重大意义。

我国启动空间生命科学探索

我国航天事业历经50余载光辉岁月，空间生命科学研究也已走过40多年历程。1964至1966年间，我国成功发射5枚生物探空火箭；至20世纪80年代，又利用返回式卫星开展多种生物样品搭载及生物学实验；90年代后，随着载人航天工程启动，空间生命科学研究迎来新的发展契机。

苏联、美国人造地球卫星相继升空后，竺可桢、钱学森、赵九章等科学家建议我国开展人造地球卫星研制。1958年5月，中央书记处批准中国科学院开展此项工作，将其定为全院当年头号重点任务，代号“581”，并成立“581组”及3个设计院。

同年，鉴于物理学迅猛发展及其对生物学的影响，我国生物物理学奠基人、中科院资深院士贝时璋等提出建立生物物理研究所的报告，获国务院批准。9月，中国科学院生物物理研究所正式成立。

在“581”任务中，中科院指定生物物理研究所负责生物实验。贝时璋指出，人造卫星上天及星际航行中，人和生物会面临诸多特殊环境变化，其生存影响值得深入研究。

随后，“581”生物小组发展为生物物理研究所宇宙生物学研究室，开展“高空探测中的生物学问题”研究，并设定五年发展目标：探究高空探测中外界环境因素（如重力、宇宙射线）对生物的影响，特别是超重和失重的影响，从生理、生化、形态等角度研究，寻求有效防护方法。重力作为地球生物无法摆脱的环境物理要素，时刻影响着地球上的所有生命。宇宙空间环境特殊，生物及人类能否在其中生存？在失重状态下，人和生物能否适应，生命活动又会出现哪些新特征？人类离开地球进入太空后，如何保障正常的生活与工作？太空生活或太空经历对人类健康及繁衍后代有何影响？在长期且远距离的飞行中，飞行器内如何供应食物、空气和饮水？

贝时璋院士强调，要解答并解决这些问题，必须开展宇宙生物学研究。当时，这一学科在全球范围内尚属全新领域，中国科研人员从零起步，广泛搜集国外相关报道，向航空生理及航空医学领域的相关单位取经，逐步探索前行。

发射5枚生物火箭开始空间科学探测

鉴于当时国家综合实力状况，1959 年后，中国科学院对空间科学技术研究布局作出调整，着重开展人造卫星单项技术研究，将工作重心转向探空火箭研制，开展高空探测工作。在我国探空火箭发射取得成功后，我们及时制定并实施“生物探空火箭计划”，利用已有的“T - 7A”改进型火箭，将动物和生物样品送入高空开展试验。

1964年，我国进行了首枚T－7A生物试验火箭发射

1964年7月19日，我国首枚生物探空火箭T-7A(S1)成功发射。此后，1965年6月1日、5 日，以及1966年7月15日、28日，又分别发射了T-7A(S1)和专为小狗上天设计的T-7A(S2)火箭。这些火箭飞行高度达70km，且5枚生物探空火箭均成功发射并回收，标志着我国空间生命科学研究迈出第一步。

当时生物箭头最大直径 0.6 米，大于箭体直径，火箭外形呈纺锤状。该箭头由箭尖、生物舱和回收舱构成，可搭载 1只狗、4只大白鼠及12支装有细菌的生物试管，总重170kg。火箭搭载了小狗“小豹”“珊珊”、大白鼠、小白鼠及多种生物样品试管，试管内装有果蝇、细胞、多种微生物和多种酶。试验中拍摄了狗或自由活动大白鼠的姿态变化，遥测记录了大白鼠的心电，记录了狗的心电、血压、呼吸和体温等生理指标，用条件反射实验装置观察了飞行中狗的高级神经活动反应。同时，对飞行实验动物和生物样品，在生理、生化、细菌、免疫、遗传、组织化学、细胞及亚细胞水平形态学等方面开展生物医学研究。通过飞行试验，获取了我国首批生物空间飞行的宝贵资料。

乘坐生物火箭上天的小狗“小豹”平安归来，受到热烈欢迎

航天技术为空间生命科学“开路”

自20世纪80年代起，我国借助返回式卫星，开展了多种生物样品的搭载及生物学实验。其中，生物物理研究所承担了蛋白质晶体生长、卤虫卵发育等卫星搭载实验。90年代，载人航天工程的启动，进一步为我国空间生命科学的发展拓展了空间。

载人航天工程实施期间，生物物理研究所不仅在神舟二号、神舟三号飞船上开展了空间蛋白质晶体生长的实验研究，还承担了全国协调组织工作。同时，该所凭借在宇宙生物学领域的深厚积累，负责了应用系统空间生命科学分系统的协调组织工作，为确保空间生命科学实验的顺利完成贡献了重要力量。

当前，现代科学技术的发展日益凸显生物学的重要性，几乎所有尖端科技领域都离不开生物学的支撑。

神舟十二号返回舱搭载的空间生物实验物品

贝时璋院士指出，研究空间环境物理因素（如微重力、辐射、密闭环境等）对生命的影响，有助于深化对生命本质的理解。通过全面考察空间生命科学问题，并对其进行系统分析研究，可获取前所未有的生物学资料。这将为生物科学新领域的开拓提供重要启示和推动力，引领生物科学迈向更广阔的发展天地。

参考来源：中国科学院、安徽科协、中新网