你可知首席實驗動物「小白鼠」,未必是白色的?
年初,看著小朋友們分享自己18歲的照片,我不禁也想起了18年前自己和小夥伴們最喜歡念的一首童謠:
小白鼠,上實驗台,
被摁住,下不來;
割完動脈割靜脈,
一動不動真可愛!
嗯時間太久好像背錯了……不過,有一點是沒錯的——小白鼠確實是實驗室里的常客。 有研究隨機抽取了276篇學術論文,其中有252篇用的是小鼠。
小白滑鼠准照 圖片:research.umn.edu
實驗室「主咖」
又白又可愛的小白鼠種類是小家鼠。早在16世紀,英國生理學家威廉·哈維(William Harvey)就利用小鼠來研究血液循環。這時候,小鼠已經體現出作為實驗動物的一些優勢了:隨手可得、成本低。幾百年來,人類不斷地對小鼠進行研究和實驗,小鼠也成了
模式生物
之一。
小白鼠工作照之一。 圖片:wisegeek.com
模式生物是指人類廣泛研究並了解其生物現象的物種(不包括人類),其帶來的研究結果對其它生物具有參考意義。
除小鼠外還有很多模式生物,如大鼠、猴子、豬、斑馬魚、果蠅、玉米、酵母、大腸桿菌……它們都為科學獻過身。
嚙齒類的小鼠和我們靈長類同屬於靈長總目,小鼠95%以上的基因和人類相同,並且擁有
99%的人類同源基因
。小鼠繁殖能力強,飼養成本低,小小的一隻還很好拿,因此,在分子生物學、生理學、心理學、藥學以及其他針對人類生理和疾病的研究中,小鼠當仁不讓地成了首席實驗動物。
小白鼠工作照之二。 圖片:Vit Kovalcik / Shutterstock
飼養不簡單
成年小鼠的體長一般為7.5至10厘米,尾巴幾乎與身體等長,體重一般為40到45克。這樣的體型可以說盈盈一握,非常趁手了。小鼠的繁殖能力非常強,
50天即可達到性成熟
,全年可繁殖。母鼠通常在晚上發情,每次持續約12小時,四至五天為一個發情周期。孕期約為20天,平均一胎產仔10到12隻,但不同品系的小鼠每胎數量差異很大。一般來講,近交系的小鼠比遠交系和雜交的小鼠孕期更長,每胎的產仔數量更少。剛出生的小鼠寶寶粉紅無毛,體重差不多只有1克,和糖豆差不多大,眼睛和耳朵都是閉著的。
小鼠和小小鼠 圖片:jax.org
雖然野生的小家鼠無處不在,什麼都吃,哪兒都住,但飼養實驗用的小鼠可不能這麼隨便。小鼠需要生活在18℃~22℃、相對濕度50%~60%的環境中,當然更需要定期鏟屎,對籠舍進行清潔和消毒。小鼠算是
食草動物
,各種果子穀子都吃,自己是不怎麼挑食的,但為了滿足實驗需要,人工飼養的小鼠一般只能吃特定的鼠糧。一隻小鼠每天所需的食量只有幾克,飲水量也只需很少的幾毫升。
多品系,不同色
在實際情況中,實驗用的小鼠並不只有白色,還有
黑色
、棕色
等,另外還有裸色,哦不,是沒有毛的裸鼠。裸小鼠是突變系
,先天無胸腺,粒細胞比普通小鼠低,有免疫缺陷,在癌症等相關研究中十分重要。
操作者將牛軟骨細胞注入「耳形」模具,待接近成形時植入裸鼠皮下,從而得到「人耳鼠」,因此這也並不是真正的「人耳」。 圖片:en.wikipedia.org
經過長期的人工選擇和培育,小鼠已經形成了數百個品系,很多是近交品系。小白鼠之所以是白色,是因為酪氨酸酶基因突變使得機體無法合成黑色素,導致先天白化。
最常用的品系之一
BALB/c
就是白色
的,是近交系
。1913年,紐約紀念醫院(Memorial Hospital)的哈爾西(Halsey J. Bagg)從俄亥俄一名小鼠商人手裡得到了一批小鼠。從1920年起,人們開始讓這群小鼠的後代亂倫(劃掉)近交,讓兄弟和姐妹交配,15年里培育了26代。1935年, 喬治·斯內爾(George Davis Snell)把這些小鼠送到了Jackson Laboratory。Jackson Laboratory現在是最大的實驗鼠供應商之一,向全球提供8000多個品系的實驗鼠,擁有小鼠基因組信息資料庫。BALB/c對致癌因子敏感,有免疫缺陷,主要用於癌症
和免疫
方面的研究。
由於是近親繁殖,BALB/c系小鼠個體差異很小 圖片:jax.org
在我國,還有一種被廣泛使用的品系是
KM小鼠
,也是白
的。KM小鼠就是昆明鼠,早年從印度引進之後飼養在昆明,並因此得名。KM小鼠屬於遠交群
,基因雜合率高,不同地區飼養的KM小鼠在封閉群存在一定的差異,但我國現在已經從KM小鼠遠交群中培育出了很多近交系小鼠。其實,「小白鼠」也是有
黑色
的,如常用的品系C57BL/6
,這裡的BL就是指black,標準縮寫是B6。B6也是近交系
,品系穩定,容易飼養,體格健壯,常被用作轉基因實驗。B6因為毛色深,和毛色淺的小鼠雜交之後,後代的毛色很容易辨識。值得一提的是,C57BL/6是繼人類之後,
第二個完成基因組測序的物種。
深藏功與名的小黑鼠 圖片:janvier-labs.com
其實,「小白鼠」「小黑鼠」都是只是俗稱,小鼠品系繁多,並不能僅通過毛色來區分。不過,小白鼠作為實驗動物的形象實在太深入人心,甚至在日常用語中都用「小白鼠」來借代試驗品。在眾多的實驗動物中,只有「小白鼠」在修辭手法中有自己的地位,這也算是在科學界和文學界的成功crossover了。
附:@鷹之舞早年分享在笑點低小組的漫畫,充分體現了小鼠的科學素養。
https://m.guokr.com/post/504947/
圖片:humoresquecartoons.com
本文是物種日曆第4年的第32篇文章,來自物種日曆作者@Brooke
。
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