鼠先生的大貢獻(xiàn)

◆本刊綜合

十二生肖輪流上場，又到鼠當(dāng)班的時(shí)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(gè)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(tài)系統(tǒng)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(shí)驗(yàn)室里努力工作，是科學(xué)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(dòng)物，而是一類動(dòng)物，即嚙齒目動(dòng)物，這類動(dòng)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(jīng)常啃東西來磨短。

嚙齒目動(dòng)物是哺乳動(dòng)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(xiàn)今記錄在冊的嚙齒目動(dòng)物有2200多個(gè)物種，占哺乳動(dòng)物物種數(shù)量的40%以上。鼠類是嚙齒目動(dòng)物中非常原始、重要的一個(gè)分支，種類多樣化，有500多種，比如田鼠、冠鼠、倉鼠、竹鼠等，當(dāng)然還少不了喜歡在糧倉上躥下跳的老鼠。

鼠類的存在已經(jīng)有上億年歷史了，考古學(xué)家還在1.5萬年前的人類穴居遺址里發(fā)現(xiàn)了老鼠化石。

生態(tài)圈中的一份子

地球上各種群體與環(huán)境之間形成了一個(gè)相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約的生態(tài)系統(tǒng)，鼠是生態(tài)系統(tǒng)中重要的物種，沒有它們，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)陷入紊亂，生物多樣性遭到嚴(yán)重破壞。

你可能以為鼠只會(huì)和你搶吃的，其實(shí)在野外，它們還會(huì)吃其他東西，比如昆蟲，一來昆蟲數(shù)量巨大，二來昆蟲富含蛋白質(zhì)。如果沒有了鼠，昆蟲們便可以肆無忌憚地生活，數(shù)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(nóng)作物、毀壞農(nóng)田，數(shù)量增多后，農(nóng)作物的產(chǎn)量必然大減。

如果沒有了鼠，那些捕食鼠的動(dòng)物如貓頭鷹、蛇就沒有食物來源。當(dāng)然，貓頭鷹和蛇等都不傻，不會(huì)因?yàn)闆]了鼠而白白餓死，它們總會(huì)找到其他食物，導(dǎo)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(shí)，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(diào)制的“特飲”，無覺察地完成了傳粉任務(wù)。

喜歡鼠的奇葩植物

喜歡養(yǎng)球莖植物的朋友可能聽過魔鏡花屬植物，它們跟風(fēng)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(xué)名叫Massonia depressa的特殊植物，生長在非洲干旱地區(qū)。

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(tuán)，這樣能把水聚在葉底，再導(dǎo)向植株為己所用。葉片上長有斑點(diǎn)，好似巖石，能躲避食草動(dòng)物的啃食。

冬天是Massonia depressa的開花季，但是在嚴(yán)寒的冬季，昆蟲的活動(dòng)強(qiáng)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(dāng)?shù)氐膸追N老鼠。老鼠在這個(gè)季節(jié)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(diào)制了一種“特飲”——花蜜。

“特飲”具有“鼠性化”

Massonia depressa開花時(shí)會(huì)像風(fēng)信子一樣，從兩片葉子的中心抽出一個(gè)花序軸來，軸上花朵密布。但花序軸不會(huì)像風(fēng)信子的那樣高出地面很多，而是湊在一起，像個(gè)團(tuán)子，為老鼠調(diào)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(dòng)物，為了方便老鼠傳粉，Massonia depressa的花蜜分泌時(shí)間與老鼠的活動(dòng)時(shí)間一致。晚上，花蜜的含量達(dá)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(dòng)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(shí)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(dòng)物偷食，因此Massonia depressa的花顏色比較暗淡，還會(huì)散發(fā)出一種發(fā)酵的氣味，聞起來像是食物壞掉了。更有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)這種植物的花蜜里含有木糖，昆蟲、鳥類等傳粉動(dòng)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(xí)性，為了保障自己的安全，Massonia depressa的花的基部長有一些堅(jiān)硬的、朝上的苞片，提醒老鼠取食花蜜時(shí)不要越界。同時(shí)用來傳宗接代的雄蕊與雌蕊的位置遠(yuǎn)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(shí)破壞雌蕊、雄蕊。再加上是在夜里訪花，老鼠踩在“吧臺(tái)”——葉子上，默默地舔花蜜，不覺察地完成傳播花粉的任務(wù)。

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(fā)現(xiàn)，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(dòng)物跟花接觸，但是不妨礙鳥和昆蟲接觸花，結(jié)果Massonia depressa的結(jié)實(shí)率遠(yuǎn)低于正常的結(jié)實(shí)率。也就是說，沒有老鼠，這種植物可能很難把種群延續(xù)下去。

它們也離不開鼠

找老鼠幫忙傳粉的不止Massonia depressa這一種植物，目前已知至少有三個(gè)科的植物需要老鼠傳粉。盡管這些植物親緣關(guān)系很遠(yuǎn)，但是為了適應(yīng)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(fā)發(fā)酵的氣味、顏色并不鮮艷、保護(hù)花中器官的堅(jiān)硬苞片等。

在南非，山龍眼科的帝王花屬是一個(gè)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(shí)驗(yàn)室里的“神助手”

小鼠是鼠類的一種，由小家鼠演化而來，經(jīng)長期人工飼養(yǎng)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(xué)家的“寵物”，是一群可歌可泣的英雄，在實(shí)驗(yàn)室里默默奉獻(xiàn)著。

送入實(shí)驗(yàn)室的農(nóng)場小鼠

其實(shí)，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(gè)小鼠發(fā)燒友。她在自家農(nóng)場飼養(yǎng)了大量小鼠，并將它們賣給跟她一樣的愛好者。

1908年，艾比發(fā)現(xiàn)一些小鼠得了病，似乎是長了腫瘤。當(dāng)時(shí)，人們并不知道動(dòng)物會(huì)不會(huì)長腫瘤，于是她把小鼠送到賓夕法尼亞大學(xué)的腫瘤研究所。研究人員證實(shí)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(shí)驗(yàn)室提供患癌的小鼠，研究人員經(jīng)過認(rèn)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(shí)驗(yàn)室小鼠的誕生

科學(xué)家們很快發(fā)現(xiàn)小鼠真是一種研究利器，唯一不足的是，從農(nóng)場買來的小鼠品系太過混雜，遺傳背景復(fù)雜，因此很難在不同的小鼠上重復(fù)實(shí)驗(yàn)。為了更好地研究腫瘤，人們決定培養(yǎng)一些利于研究的純種小鼠。

最早將這個(gè)愿望變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的是哈佛大學(xué)的一個(gè)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(yǎng)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(shí)驗(yàn)室，他只能將其殺死。

培育純系小鼠是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作，幸運(yùn)的是，有不灰心的人愿意把這項(xiàng)艱難的任務(wù)繼續(xù)下去。1913年，紐約紀(jì)念醫(yī)院一個(gè)名叫巴格的科學(xué)家從老鼠販子那里購買了一些白化病小鼠，又開始了實(shí)驗(yàn)小鼠的培育。

小白鼠都有白化病

如今，小白鼠是實(shí)驗(yàn)室小鼠最標(biāo)準(zhǔn)的形象，但很少有人知道，它們?nèi)际前谆』颊摺０透裰赃x擇白化病小鼠，是因?yàn)榘咨男∈蟾阌谟^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(shí)驗(yàn)，但很快，他有了意外發(fā)現(xiàn)：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(yùn)小鼠”，它們長到一定的歲數(shù)就很可能長腫瘤。這對小白鼠來說是一種悲慘的命運(yùn)，而對實(shí)驗(yàn)人員來說，則是大有裨益的好道具，當(dāng)然價(jià)格也與價(jià)值相匹配，1919年，一只患有自發(fā)性腫瘤的小白鼠的價(jià)格是300美元。

隨后，這個(gè)產(chǎn)業(yè)不斷壯大，專門的小鼠工廠源源不斷地向全球研發(fā)機(jī)構(gòu)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(gè)世紀(jì)以來醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展獻(xiàn)出了一份力。

天生適合做實(shí)驗(yàn)

小白鼠之所以經(jīng)常上鏡，是因?yàn)樗鼈冮L相可愛，易于被公眾接受。其實(shí)，在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yǎng)管理方便，而且繁殖能力強(qiáng)。通常來說，一只小鼠一年產(chǎn)仔6~10胎，每胎產(chǎn)仔數(shù)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(zhì)也很敏感，自發(fā)性腫瘤多，這是其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不能比擬的。

另外，小鼠的生物學(xué)意義較大。純系小鼠的培育方法已經(jīng)形成了一套基本體系，科學(xué)家培育出來的小鼠個(gè)體差異非常小，這有利于得出更精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)驗(yàn)小鼠——裸鼠

最奇特的實(shí)驗(yàn)小鼠非裸鼠莫屬。裸鼠，顧名思義就是全身沒有毛發(fā)的小鼠，而導(dǎo)致無毛的基因突變同時(shí)削弱了它們的免疫系統(tǒng)，令它們成為了最好的腫瘤移植對象。科學(xué)家將人類腫瘤細(xì)胞移植到小鼠身上，健康的小鼠會(huì)排異殺死這些人類腫瘤細(xì)胞，但裸鼠不會(huì)，因此科學(xué)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(fā)是現(xiàn)代人關(guān)心的話題，而裸鼠還能成為生發(fā)治療手段的研究對象。2012年，科學(xué)家將人及小鼠的干細(xì)胞植到裸鼠的皮膚下，并誘使干細(xì)胞長成了毛囊，最后成功地長出了一些纖細(xì)的頭發(fā)……這些毛囊甚至能與神經(jīng)及肌肉相連，功能十分完整。也許，脫發(fā)救星不久后就會(huì)出現(xiàn)。

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(dān)了重要的生態(tài)功能和研究功能，做出了大貢獻(xiàn)。