生物實驗室里的小英雄

單少杰

生物學(xué)家每天都要跟花花草草、飛禽走獸打交道，其中有一些動植物因為使用相當(dāng)頻繁，而被他們封為實驗室的小英雄。作為重要的研究材料，它們幫助我們獲得了很多科技知識，也為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了許多靈感，今天我們就來細(xì)數(shù)生物實驗室里的小英雄。

鼠

鼠科動物在生活中不討喜，看上去也都長得很相似，但在實驗室中它們又有小鼠和大鼠之分。大鼠和小鼠并不是按照它們的體形大小來區(qū)分的，而是代表了兩個不同的物種。大鼠，英文叫rat，也叫褐鼠、大鼠，屬于鼠科，大家鼠屬，褐家鼠種；小鼠，英文叫mouse，也稱為家鼠、鼷鼠或小鼠，屬于鼠科，鼠屬，小家鼠種。它們是同科不同屬的親戚關(guān)系。

鼠之所以會成為實驗室的常駐嘉賓，首先得益于它們在生理上與人的高度相似性，很多在鼠身上獲得的研究結(jié)論對人也都適用，這就使我們既可以避免違背倫理道德，又可以了解人類自身的奧秘；其次，鼠“身材”嬌小，易于飼養(yǎng)，花費少，可以節(jié)約大量的實驗成本。再加上鼠的繁殖力強，幼鼠出生6周后即可以生產(chǎn)，每窩可產(chǎn)8只小鼠。神奇的是，鼠的繁殖不具有季節(jié)性，每年可以繁殖8次，可提供大量的實驗材料。

鼠對于科學(xué)，特別是醫(yī)學(xué)和行為學(xué)的貢獻(xiàn)可謂是全方面的。從傳統(tǒng)的藥物試驗到高精尖的免疫、衰老研究，從最基本的組織器官生理發(fā)育研究到最前沿的腦科學(xué)研究，幾乎所有最終會用在人身上的醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明都要先在鼠的身上試一遍?？梢哉f，它們充當(dāng)了我們的保護(hù)神，替我們承受了實驗中無數(shù)的失敗結(jié)果。

黑腹果蠅

黑腹果蠅體長僅2～3毫米，像一只縮小版的蒼蠅。與鼠一樣，果蠅會成為實驗室英雄的首要特征就是它們繁殖力強。一只雌果蠅一生能產(chǎn)下300～400枚卵，這些卵一天就能孵化成幼蟲，2個星期就可以發(fā)育成熟，開始下一次交配。在極短的時間內(nèi)就能為實驗提供大量的個體材料。此外，果蠅對生活環(huán)境的要求不高，便于飼養(yǎng)。隨著基因科學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)雖然果蠅的性狀表現(xiàn)極為豐富，但它們的染色體數(shù)只有4對，基因組大小只有180Mb，分析起來既方便又靈活。最后，雖然果蠅在進(jìn)化中的地位不高，但它們具有很多很復(fù)雜的行為，比如覓食求偶、學(xué)習(xí)記憶、休息睡眠等，這都為我們觸類旁通地研究其他動物提供了一個好的樣本。

果蠅對科學(xué)的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在遺傳學(xué)上，因為我們已經(jīng)對它們的基因組有了相對充足的了解，所以操作起來更加得心應(yīng)手，有助于我們研究基因?qū)用嫔系墓适?。而最近幾年，人們也開始關(guān)注它們在行為學(xué)方面的表現(xiàn)，希望能通過它們打開一扇研究生物與環(huán)境相互作用關(guān)系的大門。

擬南芥

擬南芥是一種體形很小的植物，因為它既沒有漂亮而大朵的花，也沒有醉人的香氣，生活過于低調(diào)，所以大眾對它很陌生，但它在植物學(xué)領(lǐng)域里可是大名鼎鼎。

擬南芥屬于被子植物門。作為取代玉米的實驗材料，擬南芥的首要優(yōu)勢就是植株矮小，一間不大的溫室里就可以種植大量的擬南芥。第二，擬南芥從種子到開花結(jié)籽只要7周，一年就可以完成8～9個時代的研究。第三，擬南芥結(jié)籽數(shù)極高，每個植株可產(chǎn)生4萬粒以上的種子。第四，擬南芥是自花授粉的植物，可以保證基因高度純合，人工誘導(dǎo)突變的成功率也就較高，并且擬南芥的基因組很小，方便了科學(xué)家對植物基因的研究。其實在很久以前，擬南芥在實驗室中的位置是被玉米頂替的，但由于玉米體形過于高大，基因過于復(fù)雜，所以后來人們才把目光轉(zhuǎn)移到擬南芥這種不起眼的小植物上。

大腸桿菌

如果釀酒酵母是真核細(xì)胞的代表，那么原核細(xì)胞總要有個代表才好，這個代表就是我們耳熟能詳?shù)?，但從沒聽說它干過好事的大腸桿菌。這么說大腸桿菌其實有些冤枉它，作為與我們生活最為密切的菌種，大腸桿菌在平時的生活中相當(dāng)安分守己，偶爾還會抑制其他有害菌的生長。只有當(dāng)我們自身的免疫力下降時，它才會趁機出來興風(fēng)作浪。

它是一種結(jié)構(gòu)最簡單的原核生物，只有基本的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不但染色體數(shù)只有一條，基因組也比別的生物小得多。更可貴的是，它的基因序列中極少有內(nèi)合子（內(nèi)含子是一種不編碼任何蛋白質(zhì)的DNA序列）和重復(fù)DNA，方便科學(xué)家對各種基因進(jìn)行研究。再加上大腸桿菌的生長周期短，我們可以很容易地通過它進(jìn)行多種基因的誘變、重組和研究，是基因工程中的重要幫手。

擬南芥對植物研究的貢獻(xiàn)幾乎相當(dāng)于小鼠對動物研究的貢獻(xiàn)，在生物實驗中，如果我們想知道一個基因?qū)χ参锇l(fā)育的影響，第一反應(yīng)就是去找擬南芥。擬南芥和鼠一樣，都在無數(shù)科學(xué)家的培養(yǎng)中形成了很多特定的品系，供不同的實驗研究。

實驗室常見的生物英雄遠(yuǎn)不止這幾位，正是因為有了它們，我們才能在有限的資源中獲得無限的知識，讓我們向這些英雄致以崇高的敬意吧！

責(zé)任編輯：夏越 責(zé)任校對：陸艷endprint