本刊綜合



十二生肖輪流上場,又到鼠當班的時候了。
雖然位列十二生肖之首,但是鼠長得不討喜,還偷吃食物、亂咬東西、傳播疾病……很多人對它們怎么也愛不起來,甚至望而卻步。就連列舉幾個帶“鼠”字的成語,都很難找到褒義的。
難道鼠真的一無是處嗎?非也,它們是生態系統中重要的物種,有些植物很喜歡它們。它們中的一些成員在實驗室里努力工作,是科學家的得力助手,稱得上大功臣。
鼠的小檔案
鼠不是專指一種動物,而是一類動物,即嚙齒目動物,這類動物有兩對鑿狀的大門牙,門牙終生生長,一刻也不停歇,需要經常啃東西來磨短。
嚙齒目動物是哺乳動物中最龐大的群體,除了南極洲外,其他各地都能看到它們的身影。現今記錄在冊的嚙齒目動物有2200多個物種,占哺乳動物物種數量的40%以上。鼠類是嚙齒目動物中非常原始、重要的一個分支,種類多樣化,有500多種,比如田鼠、冠鼠、倉鼠、竹鼠等,當然還少不了喜歡在糧倉上躥下跳的老鼠。
鼠類的存在已經有上億年歷史了,考古學家還在1.5萬年前的人類穴居遺址里發現了老鼠化石。
生態圈中的一份子
地球上各種群體與環境之間形成了一個相互聯系、相互依賴、相互制約的生態系統,鼠是生態系統中重要的物種,沒有它們,生態系統就會陷入紊亂,生物多樣性遭到嚴重破壞。
你可能以為鼠只會和你搶吃的,其實在野外,它們還會吃其他東西,比如昆蟲,一來昆蟲數量巨大,二來昆蟲富含蛋白質。如果沒有了鼠,昆蟲們便可以肆無忌憚地生活,數量暴增。有的昆蟲是出了名的害蟲,比如蝗蟲,它們到處啃食農作物、毀壞農田,數量增多后,農作物的產量必然大減。
如果沒有了鼠,那些捕食鼠的動物如貓頭鷹、蛇就沒有食物來源。當然,貓頭鷹和蛇等都不傻,不會因為沒了鼠而白白餓死,它們總會找到其他食物,導致該物種大量死亡。
花粉的傳播者
鼠類的食性很雜,植物的根、莖、葉、果實,它們都吃,居然有植物喜歡它們?別說還真有。有些植物不止喜歡,還將“終身大事”交給它們。
我們來看看具有代表性的一種植物,老鼠喝下它們調制的“特飲”,無覺察地完成了傳粉任務。
喜歡鼠的奇葩植物
喜歡養球莖植物的朋友可能聽過魔鏡花屬植物,它們跟風信子是同族的親戚,同屬天門冬科。魔鏡花屬植物中有一種學名叫Massoniadepressa的特殊植物,生長在非洲干旱地區。
夏天,它以種球的形式生存,種球就是植物球莖,呈圓形,埋在地下,可以抵擋夏日的炎熱。到了秋天,種球上長出兩片葉子,這兩片葉子緊緊貼著地面,葉根部抱成一團,這樣能把水聚在葉底,再導向植株為己所用。葉片上長有斑點,好似巖石,能躲避食草動物的啃食。
冬天是Massonia depressa的開花季,但是在嚴寒的冬季,昆蟲的活動強度大大減小,而且不太容易注意到貼在地面上的花,因此這種植物只能將“終身大事”——傳粉托付給當地的幾種老鼠。老鼠在這個季節不太容易找到食物,極缺能量。為了更好地合作,Massonia depressa專門為老鼠調制了一種“特飲”——花蜜。
“特欽”具有“鼠性化”
Massonia depressa開花時會像風信子一樣,從兩片葉子的中心抽出一個花序軸來,軸上花朵密布。但花序軸不會像風信子的那樣高出地面很多,而是湊在一起,像個團子,為老鼠調制的“特飲”就藏在每朵花里面。老鼠不需要跳很高,在地面上就可以嘗到花蜜。
老鼠是夜行性動物,為了方便老鼠傳粉,Massonia depressa的花蜜分泌時間與老鼠的活動時間一致。晚上,花蜜的含量達到最高,而且這種花的花蜜含糖量高,能為老鼠提供大量能量。
一般的傳粉動物有專門特化的口器,可以從花的基部把花蜜吸出來,但老鼠不一樣,只能用舌頭舔食的方式吃花蜜。為了方便老鼠舔食,花蜜的黏性比同等糖溶液高近400倍。研究人員推測,花蜜里含有黏多糖,可以增加花蜜的黏稠度,這樣老鼠沾一下就能把花蜜帶出來,實在是非常“鼠性化”。
光對老鼠的胃口還不行,藏著這么高能量的食物,還得防止其他動物偷食,因此Massonia depressa的花顏色比較暗淡,還會散發出一種發酵的氣味,聞起來像是食物壞掉了。更有趣的是,研究人員發現這種植物的花蜜里含有木糖,昆蟲、鳥類等傳粉動物消化不了,所以不喜歡它,但是老鼠能消化它,這樣就排擠了其他訪花者。
安全很重要
老鼠雖然體型不大,但是牙齒鋒利,有啃食植物的習性,為了保障自己的安全,Massonia depressa的花的基部長有一些堅硬的、朝上的苞片,提醒老鼠取食花蜜時不要越界。同時用來傳宗接代的雄蕊與雌蕊的位置遠高于花蜜所在的位置,與后者的距離接近1厘米,這樣可以防止老鼠吃花蜜時破壞雌蕊、雄蕊。再加上是在夜里訪花,老鼠踩在“吧臺”——葉子上,默默地舔花蜜,不覺察地完成傳播花粉的任務。
不得不說,Massonia depressa將傳粉這件“終身大事”交給老鼠很明智。研究者發現,即使這種植物的花在白天開放,也只有極少的昆蟲來訪。他們用特制的袋子把花套住,阻止老鼠等小型動物跟花接觸,但是不妨礙鳥和昆蟲接觸花,結果Massoniadepressa的結實率遠低于正常的結實率。也就是說,沒有老鼠,這種植物可能很難把種群延續下去。
它們也離不開鼠
找老鼠幫忙傳粉的不止Massoniadepressa這一種植物,目前已知至少有三個科的植物需要老鼠傳粉。盡管這些植物親緣關系很遠,但是為了適應老鼠傳粉的需要,演化出了一些相同的性狀,包括貼在地面上的花、散發發酵的氣味、顏色并不鮮艷、保護花中器官的堅硬苞片等。
在南非,山龍眼科的帝王花屬是一個龐大的家族,其中少量品種的花貼近地面,上面有密密的葉叢遮蓋。它們在夜晚釋放氣味,吸引鼠類前來采食花蜜和花粉,順便幫忙傳播花粉。
實驗室里的“神助手"
小鼠是鼠類的一種,由小家鼠演化而來,經長期人工飼養選擇培育,廣泛分布于世界各地。別看小鼠不可愛,它們卻是科學家的“寵物”,是一群可歌可泣的英雄,在實驗室里默默奉獻著。
送入實驗室的農場小鼠
其實,喜歡小鼠的人也是存在的,100多年前生活在美國馬薩諸塞州的艾比女士就是一個小鼠發燒友。她在自家農場飼養了大量小鼠,并將它們賣給跟她一樣的愛好者。
1908年,艾比發現一些小鼠得了病,似乎是長了腫瘤。當時,人們并不知道動物會不會長腫瘤,于是她把小鼠送到賓夕法尼亞大學的腫瘤研究所。研究人員證實這些小鼠的確患上了腫瘤,想到可以用這種小鼠研究癌癥。在接下來的11年里,艾比不斷地給實驗室提供患癌的小鼠,研究人員經過認真研究,終于有史以來第一次證明腫瘤不是傳染病。
第一只實驗室小鼠的誕生
科學家們很快發現小鼠真是一種研究利器,唯一不足的是,從農場買來的小鼠品系太過混雜,遺傳背景復雜,因此很難在不同的小鼠上重復實驗。為了更好地研究腫瘤,人們決定培養一些利于研究的純種小鼠。
最早將這個愿望變為現實的是哈佛大學的一個研究生。他從艾比那里得到了一些同胞的小鼠,通過不斷繁殖、挑選培養出了首只自交系棕色小鼠。可惜的是,這種小鼠誕生后不久,傷寒桿菌席卷了實驗室,他只能將其殺死。
培育純系小鼠是一項費時費力的工作,幸運的是,有不灰心的人愿意把這項艱難的任務繼續下去。1913年,紐約紀念醫院一個名叫巴格的科學家從老鼠販子那里購買了一些白化病小鼠,又開始了實驗小鼠的培育。
小白鼠都有白化病
如今,小白鼠是實驗室小鼠最標準的形象,但很少有人知道,它們全都是白化病患者。巴格之所以選擇白化病小鼠,是因為白色的小鼠更便于觀察、更適合作研究對象。
巴格買到小白鼠后便開始了近親繁殖的培育實驗,但很快,他有了意外發現:有一些小白鼠長了腫瘤,于是立即將患有腫瘤的小白鼠挑出來,讓它們彼此之間近親繁殖,從而獲得了一種帶有缺陷的腫瘤易感基因的“厄運小鼠”,它們長到一定的歲數就很可能長腫瘤。這對小白鼠來說是一種悲慘的命運,而對實驗人員來說,則是大有裨益的好道具,當然價格也與價值相匹配,1919年,一只患有自發性腫瘤的小白鼠的價格是300美元。
隨后,這個產業不斷壯大,專門的小鼠工廠源源不斷地向全球研發機構輸送各種“疾病模型”,從腫瘤、心血管疾病到肥胖……不一而足,為近一個世紀以來醫學的飛速發展獻出了一份力。天生適合做實驗
小白鼠之所以經常上鏡,是因為它們長相可愛,易于被公眾接受。其實,在實驗室里還存在大小、形狀、毛色各異的小鼠,它們都是“天生用來做實驗的料”,其原因有很多。
首先,小鼠體型小,性情溫順,易于抓捕,飼養管理方便,而且繁殖能力強。通常來說,一只小鼠一年產仔6~10胎,每胎產仔數為8~15只。
其次,小鼠對外來刺激極為敏感。它們對多種毒素和病原體具有易感性,對致癌物質也很敏感,自發性腫瘤多,這是其他實驗動物不能比擬的。
另外,小鼠的生物學意義較大。純系小鼠的培育方法已經形成了一套基本體系,科學家培育出來的小鼠個體差異非常小,這有利于得出更精準的實驗結果。
最重要的原因是,小鼠的基因序列跟人類的差不多,它們的全基因組和人類的相似度極高,人類很多頑疾可以在小鼠身上找到相似的性狀,便于研究人員對癥下藥。
最奇特的實驗小鼠——裸鼠
最奇特的實驗小鼠非裸鼠莫屬。裸鼠,顧名思義就是全身沒有毛發的小鼠,而導致無毛的基因突變同時削弱了它們的免疫系統,令它們成為了最好的腫瘤移植對象。科學家將人類腫瘤細胞移植到小鼠身上,健康的小鼠會排異殺死這些人類腫瘤細胞,但裸鼠不會,因此科學家可以在裸鼠身上盡情研究人類腫瘤。除了腫瘤外,裸鼠身上還可以種植出人耳。
脫發是現代人關心的話題,而裸鼠還能成為生發治療手段的研究對象。2012年,科學家將人及小鼠的干細胞植到裸鼠的皮膚下,并誘使干細胞長成了毛囊,最后成功地長出了一些纖細的頭發……這些毛囊甚至能與神經及肌肉相連,功能十分完整。也許,脫發救星不久后就會出現。
看來,鼠并不是我們想象的那般聲名狼藉,也并不是“老鼠過街,人人喊打”,它們承擔了重要的生態功能和研究功能,做出了大貢獻。