編者按：你一定知道，水是生命之源。你不一定知道，水里大有乾坤。中科院之聲與中國科學院水生生物研究所聯(lián)合開設“水經(jīng)新注”專欄，在這里，我們將一起暢游水世界，探尋水生生物的奧秘，共同守護綠水青山。

人類今天在生命科學領域獲得的成就離不開實驗動物在科研一線做出的貢獻。提起實驗動物，可能首先浮現(xiàn)在大家腦海里的是生物醫(yī)學研究中的小白鼠、家兔，或者是行為和認知試驗中的猩猩等靈長類動物。而今天我們的主角是一種知名度雖然不高，但卻是完全由我國學者發(fā)現(xiàn)、提出作為實驗動物的魚類——稀有鮈鯽（Gobiocypris rarus）。

稀有鮈鯽標本

國際通用的魚類實驗動物——斑馬魚

目前國際上常用的實驗魚類實際上是另一種魚—斑馬魚（Danio rerio）。

相比于其他實驗動物，魚類雖然較晚被廣泛應用于實驗研究，但其具備的一些優(yōu)點是不可取代的。

由于與人類非常相似，猴子和猩猩是常見的實驗動物，但同時也更容易引發(fā)實驗倫理問題；人們所熟知的實驗動物小白鼠，是生理學、醫(yī)藥學等領域絕佳的實驗材料，但其胚胎在子宮內(nèi)發(fā)育，很難進行觀察和操作；而另一種常被應用于科學試驗的脊椎動物非洲爪蟾雖然具備胚胎體外發(fā)育且個體較大的優(yōu)點，在發(fā)育生物學上的地位舉足輕重，但其生命周期長，很難進行遺傳學研究，同時，它是異源四倍體，多數(shù)基因存在四個拷貝，很難進行遺傳突變實驗。

（圖片來自網(wǎng)絡）

非洲爪蟾需1-2年的時間才達至性成熟，平均壽命為5-15歲，一些更可以活到20歲（圖片來自網(wǎng)絡）

而斑馬魚，同時具備繁殖能力強、體外產(chǎn)卵、胚胎透明易觀察等特點，迅速成為實驗動物界“新寵”。更重要的是，斑馬魚與人類基因相似度高達87%，為人類的發(fā)育生物學和分子發(fā)育遺傳學做出了突出貢獻，不僅如此，斑馬魚還被廣泛應用于毒理學檢驗方面，具備靈敏度高、成本低、重復性強等優(yōu)點，同時便于進一步研究污染物致病機理。

生命沒有高低貴賤之分，但是相比于哺乳動物，魚類作為實驗動物更符合實驗動物倫理學的“3R”原則第一條“Replacement”，即使用低等級動物代替高等級的原則（3R原則最早提出于1959年，即Replacement-替代、Reduction-減少、Refinement-優(yōu)化）。

斑馬魚野生魚群（圖片來自網(wǎng)絡）

成年斑馬魚體長通常不超過4 cm，壽命為2-3年左右

除了世界通用的斑馬魚，中國還有稀有鮈鯽

為人類生命科學事業(yè)“向死而生”的魚類可不止斑馬魚一種，事實上，早在20世紀90年代中國科學院水生生物研究所就已經(jīng)開始了對稀有鮈鯽進行實驗動物化研究，并積極推動其在各個領域中的應用。

稀有鮈鯽是我國特有的一種小型魚類，具有生活周期短、繁殖性能優(yōu)越、卵大且透明等優(yōu)點，是基礎生物學、病理學、遺傳學的良好實驗材料，目前研究人員已完成全基因測序工作，遺傳資源中的封閉群可作為生態(tài)毒理學測試的種源。

不僅如此，由于對病毒和重金屬非常敏感，稀有鮈鯽在我國環(huán)境監(jiān)測領域，是有名的“測毒魚”，目前已經(jīng)頒布了稀有鮈鯽急性毒性試驗的國家標準，其他相關標準也在制定中。

與斑馬魚相比，稀有鮈鯽具有哪些優(yōu)勢呢？作為溫水性魚類，相比于斑馬魚等熱帶魚，稀有鮈鯽對溫度等飼養(yǎng)環(huán)境有更高的適應性。

隨著實驗動物標準化工作的深入及基因測序工作的開展，稀有鮈鯽將更廣泛地應用于相關研究和檢定。

稀有鮈鯽俗名金白娘，輻鰭魚綱鯉形目鯉科鮈鯽屬（攝影：游在河里的海魚）

關于稀有鮈鯽的QA

在水生生物博物館接待講解過程中，很多參觀者問到了以下兩個問題：

Q1：既然是“稀有”，能不能作為實驗動物？

A：稀有鮈鯽非廣布種，野生種群相對稀少，是國家二級保護動物，但通過實驗室標準化養(yǎng)殖后仍然可作為模式生物進行合理開發(fā)利用。這兩者非但不矛盾而且還互有裨益，這也符合國際上模式生物的大原則。

Q2：被稱作“測毒魚”的稀有鮈鯽是如何測毒的？

A：科研人員將稀有鮈鯽的胚胎、幼體或成體暴露于待測化學品中，通過觀測致畸率、致死率或身體組織中的酶活性等生長發(fā)育指標來定量評價該化學品的毒性。另外，隨著相關技術的日益成熟，研究人員有望通過修改稀有鮈鯽的基因使其能夠通過變色等更直觀的方式，定性地感知水體中的污染。

實驗動物：魂歸大自然，功留天地間

實驗動物應用于試驗研究，可溯自十九世紀末。百年來實驗動物應用于生命科學研究，促進當今生物、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)等領域的進步與發(fā)展是有目共賭的。

據(jù)估計，脊椎動物在動物試驗中每年的使用量（從斑馬魚到非人類靈長類動物）其范圍從數(shù)億到十數(shù)億。大量實驗動物作為人類的“替身”被普遍應用于科學研究，它們用自己的生命改善人類的生存狀況，值得我們對它們懷有一份尊重和感激之情。

俄羅斯西伯利亞細胞學和遺傳學研究所的實驗動物紀念碑 一只小鼠“編織”DNA雙鏈（圖片來自網(wǎng)絡）

參考文獻：

1. Dahm, Ralf. The Zebrafish Exposed. American Scientist. 2006, 94 (5): 446–53.

2. 吳本麗，曹巖，羅思，等.封閉群稀有鮈鯽對幾種常見化學品的敏感性[J].中國環(huán)境科學，2014, 34(4): 1059-1066

3. 李慧慧.IHB系稀有鮈鯽遺傳結構研究[D].北京:中國科學院大學，2016.

4. 顧黨恩，于學穎，王劍偉.稀有鮈鯽封閉群Ihb: IHB生長和繁殖性能的監(jiān)測[J].中國實驗動物學報，2014, 22(1): 71-75

5. 《化學品稀有鮈鯽急性毒性試驗》(GB/T 29763-2013)

6. 張京佶,殷浩文.有關稀有鮈鯽作為本土模式生物的爭議及辨析[J].生態(tài)毒理學報,2017,12(02):44-45.

7. https://archive.vn/20120707075236/http://articles.baltimoresun.com/2010-08-26/health/bs-hs-animal-testing-20100826_1_animal-testing-animal-welfare-act-researchers

來源：中國科學院水生生物研究所

作者：邢思奇、王熙、王環(huán)珊

來源：中科院之聲