王鈺潔

【摘 要】進(jìn)入21世紀(jì)，生命科學(xué)的研究深入了一個(gè)全新的時(shí)代。但是不論怎樣發(fā)展，該學(xué)科都需要有相應(yīng)的研究對(duì)象——模式生物。本文重點(diǎn)分析了模式生物在生命科學(xué)中的作用和優(yōu)勢(shì)，列舉了常見的一些模式生物。

【關(guān)鍵詞】噬菌體；果蠅；小白鼠；生命科學(xué)

一、引言

隨著生物科學(xué)的不斷發(fā)展，研究生命的一般規(guī)律的有著一定成熟的方式方法，模式生物就是常用的研究方法?，F(xiàn)在的生物學(xué)家有著一個(gè)普遍的共識(shí)，即一般性的、基礎(chǔ)性的生物現(xiàn)象在較為高級(jí)的生物身上很難找出相應(yīng)的規(guī)律，但是在相對(duì)比較低級(jí)的生物體中也在相應(yīng)的規(guī)律可循，這就為我們研究提供了有效的手段和方法——在生物結(jié)構(gòu)較為低級(jí)的物種體中研究生物的一般規(guī)律，這些規(guī)律在生物結(jié)構(gòu)比較高級(jí)的物種身上是比較難尋找的。生物科學(xué)中將這種拿來研究的較為低級(jí)的生物稱之為常用的模式生物。它們?yōu)槲覀儼l(fā)現(xiàn)現(xiàn)代生物的各種規(guī)律和原理提供了很多幫助。

二、優(yōu)勢(shì)

這些模式生物在生命科學(xué)的研究中有著不可替代的作用，在生命科學(xué)的研究領(lǐng)域，它們的優(yōu)勢(shì)是其他動(dòng)植物無法取代的。

首先，這些模式生物的研究相對(duì)比較簡(jiǎn)單。研究過程中受到的干擾因素較少，不需要進(jìn)一步設(shè)置一些排除項(xiàng)，大大降低了研究的成本和工作量；其次，這些模式生物具有一定代表性。很多模式生物的研究可以代表相對(duì)比較高級(jí)生物的一般規(guī)律。例如我們可以就大腦的不同反射區(qū)功能研究基于實(shí)驗(yàn)小白鼠，它們可以代表人類大腦反射區(qū)的一般規(guī)律。最后，這些模式生物相對(duì)比較好培養(yǎng)，它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中的生殖速度相對(duì)比較快，種群數(shù)量相對(duì)比較多，由于各代之間的時(shí)間間隔較短，它們的遺傳性質(zhì)相對(duì)比較清楚，這些對(duì)生物研究都是十分有利的，因此，在生命科學(xué)中，它們的優(yōu)勢(shì)是無人能及的。

三、具體的模式生物

（一）病毒類

噬菌體是一種細(xì)菌類的病毒，它的種類很多，其中還有一些現(xiàn)在醫(yī)學(xué)無法抑制的種類。但是作為一種生物科學(xué)研究使用的模式生物，必須具有安全性，我們常選擇噬菌體有對(duì)大腸桿菌有侵蝕作用的T和λ噬菌體，這些噬菌體具有體積小，浸入寄主體內(nèi)繁殖迅速，它是模式生物中最為簡(jiǎn)單的一類。由于倫理或是一些其他因素的影響，在基因重組，復(fù)制等方面的研究一直只是局限于噬菌體的身上。上個(gè)世紀(jì)五十年代，兩個(gè)生物學(xué)家將將T類噬菌體的DNA及核酸用硫35和磷32進(jìn)行標(biāo)注，研究DNA及核酸在生殖過程中的去向問題，最后再后代的噬菌體中發(fā)現(xiàn)了被硫35和磷32標(biāo)記的DNA及核酸，由此發(fā)現(xiàn)了DNA的是一種具有遺傳的物質(zhì)，由此可見，噬菌體在生命科學(xué)的研究中具有舉足輕重的作用。

（二）昆蟲類

果蠅是常見的昆蟲類的模式生物。這種生物在上個(gè)世紀(jì)初就作為生物遺傳學(xué)的研究對(duì)象了。一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成功的基礎(chǔ)和關(guān)鍵第一步在選擇相應(yīng)的研究對(duì)象即模式生物。模式生物選擇的好壞將直接影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，甚至整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展和突破。果蠅是一種較常見的模式生物，作為模式生物，它的優(yōu)勢(shì)在于其個(gè)頭小，生活規(guī)律較簡(jiǎn)單、發(fā)育速度快、具有完全變態(tài)等特征，另外它的生物形狀較多，容易出現(xiàn)遺傳的變化，例如它的眼睛有白、朱、黑、紅等顏色，其翅膀有長(zhǎng)、殘、小卷等形狀，這些豐富的形狀特征也生物遺傳學(xué)帶來了很多研究的便利性。另外果蠅的神經(jīng)雖然相比簡(jiǎn)單，但是很多時(shí)候表現(xiàn)出與人們一樣的特征，例如睡覺，吃食等。果蠅為遺傳學(xué)提出的很多理論作出了重大的貢獻(xiàn)，上個(gè)世紀(jì)九十年代，一組科學(xué)家將一個(gè)果蠅胚胎細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)特定的器官。這也在當(dāng)時(shí)震驚的世界，獲得了當(dāng)年的諾貝爾獎(jiǎng)。

（三）哺乳類

小白鼠是一種哺乳類生物，在生命科學(xué)的研究中，這種生物也是較為常見的模式生物。雖然小白鼠的生殖周期相對(duì)較長(zhǎng)一些，生長(zhǎng)發(fā)育也相比較為緩慢，但是由于它是哺乳類的生物，在模式生物中，與人類的關(guān)系相比更加親密。小白鼠的研究就是從其皮毛開始的，現(xiàn)代對(duì)小白鼠的研究主要集中在其生化指標(biāo)領(lǐng)域，例如小白鼠的新陳代謝、呼吸、血常規(guī)指標(biāo)等，由于小白鼠與人類有著相比較緊的關(guān)系，對(duì)它的生化指標(biāo)的研究對(duì)人類認(rèn)識(shí)自己有著很好的幫助。

四、結(jié)語

現(xiàn)在生命科學(xué)中的很多研究和發(fā)現(xiàn)都是基于這些模式生物的幫助，常見的模式生物主要有病毒類、真菌類、原核生物、無脊椎動(dòng)物、昆蟲、魚類、哺乳類還有植物類等，例如本世紀(jì)初，人類就在研究小白鼠的基因序列圖。過去模式生物在人類認(rèn)識(shí)自身的方面做出很大貢獻(xiàn)，在以后的生物研究領(lǐng)域，模式生物也繼續(xù)發(fā)揮更大的作用。

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