正文 第26章 動物學家的故事(26)(1 / 2)

斑馬魚因體側有像斑馬一樣縱向的暗藍與銀色相間的條紋而得名,是一種典型的亞熱帶水觀賞魚類。斑馬魚體長僅3厘米,1升水裏可以容納上百條、飼養起來很容易。此外,斑馬魚很容易鑒別雌雄而且它的胚胎是透明的,人們可以清楚地看到它的內髒、血管和神經的發育變化。正是由於這些特點,斑馬魚引起了美國俄勒岡大學著名遺傳學家喬治博士的注意,這位熱帶魚愛好者在20世紀70年代初開始研究斑馬魚的養殖方法,觀察其胚胎發育過程。經過近10年的研究,喬治博士的研究組於1981年發表了第一篇具有深刻影響的論文。在這篇論文中,他們報導了斑馬魚的體外受精等許多新技術,接著,又報導了斑馬魚的卵裂特點,不同時期胚胎中細胞的發育命運等,並發現斑馬魚腦中的許多神經元的排列簡單而有規律。另外還有科學家發現,斑馬魚的腦部神經元較為簡單和可預測。這些研究成果證明了斑馬魚適合用做模式動物。

現在我們已經知道,斑馬魚的基因與人類基因的相似度達到87%,這意味著在其身上做藥物實驗所得到的結果在多數情況下也適用於人體。此外,雌性斑馬魚可產卵200枚,胚胎在24小時內就可發育成形,這使得生物學家可以在同一代魚身上進行不同的實驗,進而研究病理演化過程並找到病因。

正是通過在斑馬魚身上進行的實驗,生物學家發現,包括人類在內的一些脊椎動物之所以產下奇異的雙頭幼仔是兩種基因活動紊亂造成的。令人驚奇的是,這種生活在熱帶的魚還能夠“再造”被部分切除的器官,從而為從事修複受損脊髓的研究人員打開了方便之門。目前,斑馬魚的使用正逐漸拓展和深入到生命體的多種係統的發育、功能和疾病的研究中,並廣泛用於遺傳學、腫瘤學、藥物學、毒理學等諸多方麵。

在藥品研發等方麵,每年有很多新藥進入臨床或者臨床前階段,它們是否對人體有害需要進行全麵科學的安全評價。“實驗新星”斑馬魚再次擔當重任,斑馬魚胚胎和幼魚對有害物質非常敏感,同時用藥簡單,隻需將藥物放入養殖胚胎的水中或快速注射,用藥量少、測試周期短。而且通常斑馬魚產卵數量大,測試的樣本數可以很多,這樣一來,可以確保統計學意義上的顯著性與數據的可靠性。同時,早期的安全評價還可以評估藥物對多種組織器官的傷害程度。因此,可用於測試潛在藥物對生物體的毒性評估。此外,科學家們還發現,斑馬魚也是檢測水汙染程度的優良物種,因為轉基因斑馬魚可以根據汙染物濃度的變化而發出可看到的熒光。

隨著研究的深入,斑馬魚在人類科學史上的地位已不可撼動,這位實驗動物中的新星將和那些推動人類進步的科學家們一道永載史冊。

在生物科學的發展曆程中,模式動物發揮了重要的作用。海膽等低等動物模型的出現催生了現代受精生物學、發育生物學;果蠅模型的建立大大推進了遺傳學和發育生物學的進展;線蟲模型對基礎和應用生物學產生了巨大的推動作用。目前,斑馬魚和非洲爪蟾是最常用的兩種模式低等脊椎動物。

海綿的妙用

誰都知道,若在沙發上墊襯一塊人工製造的海綿,坐上去會感覺格外柔軟舒適。但你知道嗎?最早的海綿是從海裏發現的。由於它柔軟得像棉花,所以取名海綿。

生活在海水中的海綿,多數是灰黃色、褐色或黑色的塊狀物。假如你是第一個從海裏發現海綿的人,你能一眼就斷定它是動物還是植物嗎?估計不大可能。因為若說它是動物,卻看不到它有什麼器官和很確定的組織,也看不見它會動;若說它是植物,又不具有植物的明顯特征。對這個問題科學家們一直爭論了2000多年,直到人們發明了顯微鏡以後,才看清了它的廬山真麵目。那以後,科學家們確認它是動物,並在動物家譜中給它安排了一個合適的位置,叫做海綿動物門。經過仔細研究,人們發現海綿的種類真不少,竟有一萬多種,是動物界中的一個龐大家族。

古希臘人、古羅馬人和我國古代勞動人民很早就認識和采集海綿動物,特別是浴用海綿,網孔細、彈力強、吸水性好,可以用於洗澡擦身、洗碗等,後來又在工藝、醫學和日常生活方麵展現了越來越多的廣泛用途,如做油漆刷子,用作鋼盔的襯墊和其他墊子,燒成灰能治療腳痛等。

海綿的再生能力特別強,不用說把它撕成小塊,就是把不同顏色的海綿放在一起磨碎,用不了多久又會形成許多不同顏色的新海綿。在地中海、紅海和美洲沿海等地,人工養殖海綿動物業十分發達,人們將海綿切割成塊,用繩係在架上,投入海中,2~3年就可收獲大批海綿了。不過,隨著人造海綿業的發展,已經使得海綿動物養殖業日趨衰落。但是隨著科學技術的不斷發展,人們又發現了海綿動物新的價值。

海綿上的每個小孔都是進水孔,都通到體內一個公用的腔裏。腔就像一個瓶子,上端是共同的出口,這是海綿的濾水係統。小孔的壁上是領細胞,細胞有鞭毛,鞭毛一起擺就把水從小孔吸進去,經過公共腔,再由出口排出去。在水下停的流動過程中,水中的微小食物顆粒就被領細胞捕捉住吞噬掉,同時水中的氧氣也被吸收。如果在水族箱裏養有海綿,在水裏滴一滴紅墨水或黑墨水,不一會兒就會看到海綿的出水口像海底噴泉一樣噴出帶色的水流。海綿濾水的效率是很高的,一個10厘米高的海綿每天能過濾225升海水。由於海綿具有降解海水汙染物的能力,也展示了其在海洋汙染方麵的應用價值。近年來,已經有科學家提出“海綿生物技術”的概念。