科學家的斑馬魚 到底是斑馬還是魚?

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斑馬魚有個性感的學名,丹尼爾. 雷利奧(Danio rerio),原生在南亞,印度,巴基斯坦,孟加拉等地,是一種小型淡水魚,身長3公分左右,穿著一席黑白條紋裝,長相淳樸可愛(牆編從來沒有注意過,斑馬魚身上,一共有五條黑條紋,你算過了嗎?)。

回眸一笑斑馬魚

回眸一笑斑馬魚


由於斑馬魚的生命週期短,卵殼透明,觀察與操作胚胎都非常容易,長久以來都被科學家當做實驗模式動物之一。斑馬魚的繁殖期,一次可達三個月,母魚每間隔2-3天產卵一次,每次可產數百顆卵。公魚讓卵受精之後,胚胎馬上就開始發育了,2-4天後,小斑馬魚就能破殼而出。

斑馬魚胚胎發育的各個階段,從受精卵到孵化約需2-4天的時間

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或許你曾經在水族館看過,閃燿各種螢光色彩的斑馬魚,好像檳榔攤的霓紅燈打碎在水裡一樣。他們是1999年,新加坡大學以基因編輯技術,打造出的螢光斑馬魚GloFish,也是第一個上市的基因工程寵物,從此打開了一個前所未有的生物技術運用領域。

GloFish 各種螢光斑馬魚

GloFish 各種螢光斑馬魚


GloFish不需要特殊的螢光光源照射,在一般的光線下就能散發出人類肉眼可見的螢光色彩。其主要原因是利用專一表現在肌肉的肌蛋白起動子(myosin light chain 2 gene promoter)來引發螢光蛋白的製造,使斑馬魚表現大量的螢光蛋白,在佔其體積最大的肌肉組織中。GloFish的螢光蛋白表現可佔肌蛋白的3-5%,且不影響肌肉功能。

你以為斑馬魚只是肌肉發達嗎?2015年,摧我. 和喵蹲先生(Trevor Hamilton)用實驗證明,斑馬魚可是種會用腦的魚,和人類,老鼠,鳥類,甚至烏賊一樣,具有類情境記憶(episodic-like memory)。這就好像看完了電影,當你在回憶時,會想到時間(When: 白天晚上或深夜),還有發生什麼事(What: 有槍戰或者有一對情人在放閃),以及哪裡發生的(Where: 台北市或巴黎),這些構成可以使你在回想電影時,完整記得情節。

和喵蹲先生看到,有一種生活在海裡,靠清潔大魚身上的寄生蟲和甲殼類維生的清潔魚(Cleaner Wrasses),曾經被研究過,並且認為他們記得什麼時候,在哪裡,發生過什麼事的類情境記憶,因為清潔魚必需要記得剛才清過哪一位客戶,免得一魚兩吃,白跑一趟。和貓蹲先生就開始在實驗室唾手可得的斑馬魚身上,也開始這樣的智力測驗。

清潔魚正在幫河豚去角質,刮舌苔

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不過,和喵蹲先生並沒有用食物來誘惑斑馬魚,而用兩個色彩均勻的樂高人物,一位腳踏車騎士(Biker),一位真的騎士(Knight),(還好斑馬魚不說中文.... 不然真的很容易搞混阿....)來做實驗,讓這兩個樂高人物和斑馬魚所處的環境交錯的變換,再利用電腦軟體追蹤計算斑馬魚的游泳路徑。

和喵蹲先生的斑馬魚記憶實驗中,用到的樂高人物。左邊是腳踏車騎士(Biker),右邊是真的騎士(Knight)

和喵蹲先生的斑馬魚記憶實驗中,用到的樂高人物。左邊是腳踏車騎士(Biker),右邊是真的騎士(Knight)

和喵敦先生發現,當魚缸裡同時出現新的(初次見面)和舊的(已經見過面)樂高人物,斑馬魚因為熟悉舊朋友,所以會花更長的時間在探索新朋友,代表了斑馬魚的確記得這些樂高人物的長相,而且是真的純粹出於好奇去探索,而不是只為了吃(難怪斑馬魚這麼苗條,和只知道吃的牆編差這麼多...)。

電腦紀錄斑馬魚游泳的路徑,顏色越紅代表斑馬魚越常經過,越藍越沒走過。左上角是新放進魚缸的腳踏車騎士樂高,雖然長得跟右邊一樣,斑馬魚還是花了很多時間在探索新朋友

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被人類各種玩弄的斑馬魚,其實這麼聰明,你是不是也想要試試,你家魚缸裡的金魚,會不會認得你的臉呢?

Nikon每年都會舉辦科學影像展,今年微小世界競賽的金獎得主,就是一張呈現斑馬魚鱗片和淋巴管分佈的影像,美得讓人讚嘆,大自然的巧妙也這麼的有藝術氣息,讓人忍不住也想打開顯微鏡,展開微小世界的旅行。

Nikon 微小世界攝影獎冠軍作品 藍色是魚鱗 紅色是淋巴管

Nikon 微小世界攝影獎冠軍作品 藍色是魚鱗 紅色是淋巴管


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