奖项:三等奖
作者:张潇云
在浩瀚的生命科学研究的海洋里,恐怕没有什么比斑马鱼更具观赏性的模式动物了!美丽的斑马鱼小巧可爱,它那流线型的苗条的身姿,摇曳生姿的尾鳍,还有身上那一条条醒目的斑马纹路,无不吸引着爱鱼、养鱼的人们。
斑马鱼原产于印度、孟加拉等国,是亚热带鱼,需要在较温暖的环境下生长,25℃是它最喜欢不过的温度了,所以实验室的鱼房的温度一般都控制在25℃左右。它也喜欢清洁,如果水的质量不好,它容易感染有毒的细菌而生病,所以实验室里饲养鱼用的水都是循环利用的,以保证清洁。在一个循环之中,水从鱼缸中流出,经过特殊的清洁过滤装置,再注回到鱼缸里,这样粪便和有害物质能够及时除去,确保小鱼的健康。
在幼年的时候斑马鱼是以草履虫为食的,等它长到二十天左右的时候,才可以吃虾。刚刚从鱼卵里钻出来的小斑马鱼,只有五、六毫米长,身子是灰色的,非常细,外貌上和它们的爸爸妈妈一点也不一样。不过,只要你精心地喂养它,每天给它开两至三顿“草履虫大餐”,它就会在你的爱心下茁壮地成长起来。这样,一天天过去了,小斑马鱼的身子渐渐长长,肚皮渐渐的鼓起来,游起泳来更加迅捷有力。等它长到大概有十五、六天的时候,可以在喂草履虫的同时也喂它一点虾了,这样混合搭配,可以给斑马鱼一个适应的过程。等到二十天左右的时候,如果斑马鱼饲养的比较好,就可以完全喂虾了。不过,它吃的虾可不是我们宴会时所吃的对虾、龙虾什么的,而是一种叫做丰年虾的小虾。丰年虾又叫丰年虫、卤虫,分布广泛,营养价值很高,是许多鱼的优质饵料。
斑马鱼的雌雄分辨起来有一定难度,不过这样几个原则可以让你少犯错误。相比较而言,雄鱼的颜色偏深一点,是橙红色的,而雌鱼的颜色偏浅,是橙黄色的。而且成熟的雌鱼因为肚子里有卵,所以看起来要比雄鱼要胖一些。
斑马鱼不仅美丽,为我们的日常生活增添了许多亮丽的色彩,更为我们的世界贡献了许许多多的科学成果。的确,在生命科学研究的许多领域,科学家们都对斑马鱼情有独钟,这是为什么呢?
首先,斑马鱼的基因组和身体结构同人的十分相似。如今,人类和斑马鱼的基因组序列已经测序完成,通过比对,科学家们发现斑马鱼和人的基因有87%是相似的。而且与果蝇、线虫等模式动物不同,斑马鱼和人一样属于脊椎动物,人体里的各种器官,在斑马鱼体内也有,正所谓“斑马鱼虽小,五脏俱全”。这就说明,许多在斑马鱼身上能够起效果的基因或者药物,在人的身上也有类似的效用。正因为此,对斑马鱼的研究是十分有实际意义的。
其次,斑马鱼的胚胎是透明的,非常便于观察。对于科学家来说,所有推理和判断都是在正确观察的基础上进行的,所以观察是重中之重。像常用的小鼠、爪蟾这样的模式动物,如果要看药物或者基因突变对它们的影响,往往需要将它们解剖开,这是一个相当繁杂的过程。斑马鱼则不然,它的胚胎是透明的,胚胎时期小鱼的肝、肾乃至血管等器官组织,都可以在显微镜下看得一清二楚,这样就为研究提供了极大的便利。比如将绿色荧光蛋白注入到小鱼的血管里,就可以看到动态实时的小鱼血液循环的全过程。
最后,斑马鱼发育快速,卵的数量多,便于遗传筛选。斑马鱼长到三个月就可以繁殖了,雌鱼每周可产两次卵,每次的卵数最多可达两三百个。对于遗传学研究者来说,很重要的一项工作就是筛选突变体。往往在成千上万只动物中,只有一两只出现了科学家想要的突变表型。如果一种动物每胎只产一两只幼仔,那么找到突变表型的可能性就非常非常小,但如果像斑马鱼这样一生中能够产生这样多的卵,经过辛勤的观察和筛选,是非常有可能成功找到突变体的。
自从第一群斑马鱼入主实验室的温暖鱼房,生命科学家们通过斑马鱼作为模式动物已经获得了显著的研究成果,这些成果渐渐地应用到医学、药学、遗传诊断学等领域之中,造福着人类社会。
2007年,英国科学家通过研究斑马鱼,发现斑马鱼的视网膜内具有干细胞特征的放射状胶质细胞,这些胶质细胞能够分化成健康的视网膜细胞,从而修复受损的视网膜。由于视网膜受损也是人类致盲的一个重要原因,科学家们正在努力将斑马鱼视网膜的修复机制引入到人的眼睛里来。现在已经证实,斑马鱼的这些放射状胶质细胞能够在小鼠里起到同样的视网膜修复功能。科学家们希望在不久的将来,这种方法能够成功运用到人类身上来,为广大盲人带来重见光芒的福音。
科学家对斑马鱼的研究利用是多方面的。比如,斑马鱼可以用来构建人类中的疾病模型,也就是说通过转基因等技术培育出具有与人类疾病相同缺陷的鱼种,并利用这样的鱼种测试药物的疗效。斑马鱼也可以用来检验病毒的感染力,测试疫苗的效用。更加有趣的是,对斑马鱼基因功能的研究,能够指导科学家们找到人类自己基因组中起到相同功能的基因,为将来的“基因诊疗”技术的发展铺平道路。
斑马鱼就是这样一种美丽又神奇的小鱼。它不仅具有审美价值,更具有丰富的科研价值。通过对斑马鱼的研究,科学家们不断探索着脊椎动物发育、遗传等方面的奥秘,解开着生命世界一个又一个谜,为了解我们人类自身,解决病人的痛苦,年复一年地做着卓越的贡献。