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【动物“实验党”】实验动物列传  

2010-06-23 10:37:00|  分类: 封面故事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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实验动物列传

【动物“实验党”】实验动物列传 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》
哈洛在他著名的“有奶未必就是娘”实验中使用了猴子。资料图片

每年,每月,每天,地球上都有实验动物为了人类的健康被动地做出牺牲。“鼠辈”是大家最熟悉的实验动物,不过实验动物却不仅限于“鼠辈”。下面我们认识一下“鼠辈”以外的重要实验动物。

1 线虫
透明的奉献者

虽然无脊椎动物在动物实验中运用的更多,但对它们的使用没有法律的制约。被用作实验动物最多的线虫是秀丽隐杆线虫,这种动物的身体完全透明,它的器官的细胞基本上都是有规律的线性分布。它的体长仅一毫米,全身仅有959个细胞,胚胎发育具有高度程序性。线虫只有6对染色体,而人体共有23对染色体。它们的生命周期只有3天,可以在零下80摄氏度的冰箱里长期保存。

【经典实验】
40多年前的基因图谱
2002年诺贝尔生理学和医学奖颁给了美国科学家霍维茨、英国科学家布雷内和苏尔斯顿。他们3人发现了基因对器官发育和细胞死亡的作用规则,为解开艾滋病及癌症等病症的致命原理及谋求解救之道开辟了新的道路。
上世纪60年代,布雷内和苏尔斯顿首创线虫的细胞图谱模型,创造性地将基因排列与细胞分裂联系起来。他们成功地追溯线虫每一个DNA自受精卵开始的分裂状况,解读了线虫的生命原理。此事轰动方兴未艾的世界遗传学界,他们也成为人类基因组测序及图谱绘制的先驱。

2 果蝇
一个瓶养一堆

果蝇饲养容易,用一只牛奶瓶,放一些捣烂的香蕉,就可以饲养数百甚至上千只果蝇。第二是繁殖快,在25℃左右温度下十几天就繁殖一代,一只雌果蝇一代能繁殖数百只。果蝇只有四对染色体,数量少而且形状有明显差别;果蝇性状变异很多,比如眼睛的颜色、翅膀的形状等性状都有多种变异,这些特点对遗传学研究也有很大好处。

【经典实验】
白眼和伴性遗传
大名鼎鼎的摩尔根用果蝇做出了重要的遗传学发现。野生的果蝇眼睛都是红色。1910年,摩尔根发现了一只白眼雄蝇。用这只白眼雄蝇与普通雌蝇交配,子一代的果蝇都是红眼。所以,红眼是显性性状,白眼是隐性性状。子一代的果蝇交配产生出了子二代,结果雌果蝇全是红眼,雄果蝇一半是红眼、一半是白眼。可为什么白眼都出现在雄果蝇身上呢?通过进一步实验,摩尔根得出结论:决定果蝇眼睛颜色的基因存在于性染色体中的X染色体上。白眼基因存在于性染色体上,它的遗传规律与性别有关,这就叫:“伴性遗传”。人色盲的遗传、血友病的遗传,就是伴性遗传。

3 斑马鱼
实验界的新星

斑马鱼是一种体形很小的热带鱼,它基因与人类基因的相似度达到87%,这意味着在其身上做药物实验所得到的结果在多数情况下也适用于人体。因为斑马鱼的胚胎是透明的,所以生物学家很容易观察到药物对其体内器官的影响。此外,雌性斑马鱼可产卵200枚,胚胎在24小时内就可发育成形。生物学家可以在同一代鱼身上进行不同的实验,进而研究病理演化过程并找到病因。斑马鱼的体形很小,可以适应高密度养殖。它正成为生物学实验的新星。

【经典实验】
连体的秘密
2004年,台湾科学家黄铨珍等人培育了合用部分器官的斑马鱼,这同时也为基因学研究开创了新的路径。 据台湾研究院称,科学家已经培育出不少双头斑马鱼,他们正在试图找到连体生物的出现与基因之间的关联。台湾研究院生物化学院的科学家通过显微注射对尚在单细胞期的200个斑马鱼胚胎分别注入了一种基因。注射进去的基因基本上都会导致肌肉细胞的死亡并影响胚胎的早期发育。但出人意料的是,在这200个胚胎中有一个经过24小时之后竟变成了一个双头双心的鱼。后来又培养出各种连体鱼,有的是尾部相连,有的则是其他部位相连。这些研究对连体生物,包括连体人的形成具有很重要的意义。

4 猫
神经是重点

和一般公众的认识不同,猫是一种很常用的实验动物。因为人对猫的神经系统非常了解,它们的神经系统非常发达,所以它们经常被用作脊椎损伤、视觉缺失、睡眠障碍、听力障碍的研究。对于神经实验来说,猫和猴子是最好的实验动物。另外,因为猫会感染一种类似艾滋病的“猫艾滋”,所以也经常被用来做艾滋病实验。它们也被用来研究帕金森综合征、癌症、基因异常和其他疾病。

【经典实验】
一眼猫
1981年,威塞尔(Torsten Wiesel)和胡贝尔(David Hunter Hubel)因为对视觉系统的研究而获得了诺贝尔生理学和医学奖,他们的成功和猫的牺牲密不可分。他们做的著名实验之一就是在猫幼年的时候剥夺它的一只眼睛(A眼)的视觉功能(比如说用眼罩蒙起来),按照原来的推测,大脑中接收A眼图像的区域会始终处于抑制的状态下,不能起到作用。没想到,正常情况下接收A眼图像的区域在A眼视觉被剥夺之后开始接收B眼看到的图像。如果过了一个“关键期”,再恢复A眼的功能(比如摘掉眼罩),猫的大脑中将不会出现一个同时接收两只眼睛图像的区域,所以不会形成立体视觉功能。

5 狗
驯服是优点

狗的最大优点是驯服,容易掌控。它经常被用来做生物药理学的实验,心脏病学、骨骼关节研究。

【经典实验】
条件反射
条件反射是巴甫洛夫研究狗的消化腺分泌时意外发现的。他用开刀手术在狗的腮部唾腺位置连接一导管,引出唾液,并用精密仪器记录唾液分泌的滴数。实验时给狗食物,并随时观察其唾液分泌情形。在此实验过程中,巴甫洛夫意外地发现,除食物之外,在食物出现之前的其他刺激(如送食物来的人员或其脚步声等),也会引起狗的唾液分泌。

6 灵长类
它们最像人

猴子被用于毒物实验、艾滋病和肝炎的实验、神经系统、行为和认知的实验、生殖实验、基因实验、以及异体移植的实验。有些猴子是专门为实验室繁殖的,还有一大批是进口的。一般用于实验的是恒河猴,但有时其他猴类、猿类也会被用于实验。2001年,第一只转基因恒河猴诞生,这个技术未来可能被用来治疗由基因缺陷引起的亨廷顿舞蹈症。用灵长类动物做的实验取得的重大成果包括脊髓灰质炎疫苗、大脑电刺激疗法、艾滋病治疗等等。猴子们用自身的痛苦和牺牲给人类的健康做出了很大的贡献。

【经典实验】
铁猴妈妈
美国心理学家哈里·哈洛(Harry Harlow)用一只恒河猴婴儿做过科学史上最受争议的一个实验“母亲机”。此前,心理学界认为对母亲的依恋是次要情感,只有在解决子代的物质需求时才产生,换言之就是“有奶就是娘”。
哈洛在实验箱中安放了两个假母猴,一个用铁丝制成,放有奶瓶,一个包裹以毛巾,但不提供奶水。他发现幼猴进入实验箱后每天都紧紧拥抱着“毛巾妈妈”,只有当感到饥饿时才会去“铁丝妈妈”那里进食。

新知专题采写/本报记者 金煜 刘铮
本专题感谢:
郑振辉(北大医学部实验动物科学部主任)
朱德生(北大实验动物中心主任)
鲍世民(中科院上海实验动物中心主任助理)
张冰(中国农大动物医学院实验动物研究所副教授)
瘦驼(生物科学作家)
国际人道对待动物协会(Humane Society International)
以及其他对本专题提供帮助的专家和机构
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