你有没有想过,小白鼠为什么成为了最常见的实验动物?

小白鼠是所有科学、医学实验中最常见的实验体,我们看到的所有毒蛇的毒性(半数致死量ld50)数值全部都是皮下注射或者腹腔注射小白鼠得出来的数据。那么,你有没有想过,为什么要选小白鼠作为实验动物,而不是其他的动物呢?今天我们就来聊一下这个有意思的问题。

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首先,我们简单地来了解一下小白鼠

小白鼠并不是单一某种鼠的名字,而是泛指所有实验用的鼠类,其中主要包括两种:白化品系的实验小鼠和白化品系的实验大鼠。

实验小鼠是小家鼠驯化后的产物,确切地说是西欧小家鼠或者是东欧小家鼠驯化的后代。从现有的记录看,早在17世纪,英国生物学家罗伯特·胡克是第一个用小鼠作为实验动物的人,之后在相当长的时间内,世界各地的科学家们都是直接选择小鼠作为实验动物的。

直到1909年,哈佛大学的遗传学家克拉伦斯·库克·利特尔才利用近交的方式培育出了第一个实验小鼠的品系-小鼠近交系DBA/2。

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实验小鼠品系的第一代是由白化的小家鼠培育出来的,具体的方式就是让一对白化的小家鼠不断地繁殖,然后再通过近亲繁殖的方式,让它们之间的基因相似度达到98.6%以上,而想要达到如此高的基因相似度,一般都需要经过20代以上的亲代和子代近亲繁殖。

虽然近亲繁殖会有种种弊端,但是小家鼠的繁殖能力强,在人为的干预下,可以将那些不健康的个体筛选掉,留下健康的后代,这样就避免了近交衰退的问题。

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实验大鼠与实验小鼠的培育方法几乎是一样的,不同的是实验大鼠是由褐家鼠驯化而来的,第一代也是由白化的褐家鼠进行培育的。不过,相比较实验小鼠,实验大鼠出现的时间早了两年,它是在1907年由美国Wistar研究所培育出来的,因此这个品系又叫Wista大鼠。具体的方式与实验小鼠一样,我们就不过多地赘述了。

因此,小白鼠作为世界各大实验室内最常见的实验动物(90%以上),它们是由白化小家鼠和白化褐家鼠培育而成的,这两种鼠品系的培育方法是一样的,都是通过连续20代以上的亲代与子代(包括子代之间)近亲繁殖产生的。

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小白鼠为什么成为了最常见的实验动物?

在上面我们说过,小白鼠确实是最常见的实验动物,但它绝不是唯一的,只不过在实验动物中,小白鼠是相对“高级”的,其他的比如斑马鱼、果蝇、非洲爪蟾等实验动物无论是神经系统复杂程度还是身体复杂程度显然都比不上小白鼠。

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那么,为何在众多的动物中小白鼠如此的“受宠”呢?我们从下面四个方面来分析一下。

第一:与人类的基因相似度高。

实验是人做的,而大多数实验的目的是为了更好地帮助人,因此,想要得到精确的结果,显然是选择一种与人基因接近度高的动物是必须的。而在所有的实验动物中,小白鼠与人类的基因相似度高达85%,而且小白鼠染色体上的碱基对也与人类染色体上的碱基对非常地接近。

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由于在实验的过程中,可能会出现这样那样的问题,所以,显然不能拿人来做实验,而选择一种与人基因相似度高的动物做出的实验结果,在应用时,显然不确定性会降到最低。因此,小白鼠与人的基因相似度较高,是它们作为最常见的实验动物的主要原因之一。

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第二:数量和繁殖能力。

说到与人基因相似度高,没有什么动物能够与灵长类动物中的黑猩猩相比了,因为它与人基因相似度高达98.8%。显然如果用黑猩猩做实验动物的话,误差会更小,但是这是不现实的。

首先,放眼整个地球上,黑猩猩的数量也就只有3万多只,而世界上的实验室数量就不止这个数了,因此,如果用黑猩猩作为实验动物,可能实验结果还没有出现(需要反复的长时间的实验),黑猩猩就灭绝了。

而小白鼠就不会出现这种情况,在全球的实验室中,小白鼠的数量何止几十万,而且还有专门的小白鼠繁育厂家作为后续补充,所以,从数量上看,选择小白鼠也是最合适的。

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其次是繁殖力。黑猩猩的繁殖与人类比较相似,首先有一个长达8-9个月的妊娠期,还有1-2年的哺乳期,在这期间,黑猩猩是无法繁殖的,最关键的是黑猩猩到12岁才能性成熟,进行繁殖。

而小白鼠就不同了,虽然小白鼠的寿命平均只有1-3年,但是它从出生到具备繁殖能力仅需要1-2个月,而且它们的妊娠期只有平均20天左右,这样一只雌性小白鼠一年就能生4-7窝,一窝8-15只幼崽。这种繁殖能力是其他哺乳动物所无法比拟的。

因此,从数量和繁殖能力上看,小白鼠作为实验动物也是最好的选择。

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第三:品系的培育

在上面我们介绍了小白鼠品系的培育,之所以会培育近交系动物,目的就是让实验结果的误差降到最低,因为即使是同一种动物,由于个体的差异也会导致一些实验结果出现偏差,而近交系小鼠的培育让参与实验的个体基因相似度高达98.6%以上,这个基因相似度是在本身就是同一种动物的前提下,因此实验小鼠个体之间误差很小,这样实验结果出现的误差就很小。

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但是,实验动物品系的培育是非常难的,因为近亲交配会导致一些隐性的有害基因变为显性,从而影响后代的存活率和健康个体的数量,所以对于繁殖能力较差的动物来说是很难培育品系的,只有像老鼠这种一年多产的动物才能培育出来。

因此,品系培育相对简单也是小白鼠作为主要实验动物的原因。

第四:饲养成本

作为一种消耗量巨大的动物(世界范围内的实验室都在用),实验动物本身的饲养成本也是一个因素,因为如果对吃的食物比较挑剔、食物比较的贵(比如吃肉),这也是一个庞大的开销。而老鼠是出了名地不挑食,尽管白化成了小白鼠,它们也是不挑食的,这样只要有食物,它们就会吃,就能活,也大大减少了实验室的开支。

总结一下

在世界范围内的实验动物中,小白鼠占了90%以上,它之所以如此地“受宠”主要原因有四个:与人类基因相似度高、数量和繁殖能力强、近交品系容易培育以及饲养成本低。

而且小白鼠并非一个单独的鼠种类,而是由白化的褐家鼠(实验大鼠)和白化的小家鼠(实验小鼠)通过连续20代以上的近亲繁殖形成的品系。

好了,关于小白鼠为何作为主要实验动物的原因,我们就分享到这里,如果小伙伴们还有补充的,请在评论区一起讨论~

关于作者: 猎奇动物社

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