生物谷報(bào)道：近日,，中國科學(xué)院水生生物研究所相關(guān)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)：具有快速生長效應(yīng)的轉(zhuǎn)基因黃河鯉表現(xiàn)出低劣的游泳能力。他們以某生長激素基因黃河鯉為對(duì)象的實(shí)驗(yàn)顯示,，該魚平均體重是對(duì)照魚的1.4~1.9倍，平均特定生長率比對(duì)照魚高出6%~10%,，但其絕對(duì)和相對(duì)臨界游泳速度的平均值分別比對(duì)照魚低22%和24%,。
這項(xiàng)研究于2006年獲國家自然科學(xué)基金支持,，相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)通報(bào)》2007年第8期上。論文第一作者,、中科院水生生物研究所博士李德亮在接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》采訪時(shí)說：“這項(xiàng)研究為全面評(píng)估轉(zhuǎn)基因黃河鯉的生態(tài)安全情況提供了重要的背景信息,，同時(shí)也證實(shí)了生長率和游泳能力之間存在權(quán)衡關(guān)系，即同一物種的個(gè)體生長率越高,，臨界游泳速度則越低這一重要的進(jìn)化學(xué)假說,。”
自1985年中國科學(xué)院水生生物研究所在世界上率先獲得具有快速生長效應(yīng)的轉(zhuǎn)基因魚以來，轉(zhuǎn)基因魚研究已取得了重大進(jìn)展,。目前,美國食品與藥品管理局正在對(duì)快速生長轉(zhuǎn)基因鮭魚的市場化資格進(jìn)行最后的審查,，快速生長轉(zhuǎn)基因魚有望在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中率先實(shí)現(xiàn)市場化。但與此同時(shí),，全世界許多國家的政府和民眾對(duì)快速生長轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全問題仍存在憂慮,。因此，準(zhǔn)確評(píng)估快速生長轉(zhuǎn)基因魚在野生環(huán)境下的生態(tài)安全情況,，是轉(zhuǎn)基因魚走入市場前一個(gè)必經(jīng)的過程,。
大量研究表明,冷血?jiǎng)游镫S生長環(huán)境調(diào)節(jié)其生長率以保持最佳狀態(tài),而不是始終處于生理上所能承受的最大狀態(tài)；進(jìn)化生物學(xué)研究表明,快速生長賦予生物的優(yōu)勢與劣勢之間存在權(quán)衡,，同屬冷血?jiǎng)游锏挠补囚~類的生長率與游泳能力之間也可能存在權(quán)衡,。此前，對(duì)胖頭鱥生長率與游泳能力之間關(guān)系的研究,，發(fā)現(xiàn)生長率高的個(gè)體臨界游泳速度反而低,。類似的結(jié)果在虹鱒、大西洋銀漢魚,、三棘刺魚和快速生長轉(zhuǎn)生長激素基因銀大馬哈魚中也有報(bào)道,。
李德亮說：“盡管如此,，關(guān)于快速生長轉(zhuǎn)基因魚游泳速度的報(bào)道卻不完全一致,，快速生長轉(zhuǎn)基因銀大馬哈魚幼魚的臨界游泳速度僅有相同大小對(duì)照魚的一半；成年轉(zhuǎn)基因銀大馬哈魚的臨界游泳速度也顯著低于對(duì)照魚,，而快速生長轉(zhuǎn)基因大西洋鮭和羅非魚的游泳能力與對(duì)照魚之間并沒有顯著差異,。這種結(jié)果的差異或許是由于不同品系或種類的轉(zhuǎn)基因魚之間促生長效應(yīng)的差異所造成的。”
經(jīng)過試驗(yàn)研究,，李德亮所在的研究小組發(fā)現(xiàn),，轉(zhuǎn)“全魚”生長激素基因黃河鯉（外源基因元件全部來自魚類本身）的平均絕對(duì)臨界游泳速度和相對(duì)臨界游泳速度分別比對(duì)照魚低22%和24%，顯示了較弱的游泳能力,。這與在快速生長轉(zhuǎn)基因鮭魚中的研究結(jié)果一致,也進(jìn)一步證實(shí)了在硬骨魚類和無尾兩棲類中報(bào)道的快速生長的個(gè)體臨界游泳速度較低的現(xiàn)象,。
李德亮說：“有研究表明，高體,、長鰭的魚類猝發(fā)游泳能力強(qiáng),而流線型個(gè)體的持續(xù)游泳時(shí)間較長,。較普通魚類而言,，轉(zhuǎn)基因魚的形態(tài)發(fā)生了較大的變化。如：生長激素轉(zhuǎn)基因顯著地改變了太平洋鮭魚的尾柄背部,、腹部區(qū)域和頭部的形態(tài)特征,；快速生長轉(zhuǎn)“全魚”生長激素基因鯉魚軀干肌肉發(fā)達(dá),背部肌肉明顯增厚,在頭后部形成明顯隆起。因此,，形態(tài)差異或許是造成生長激素轉(zhuǎn)基因魚游泳能力較弱的因素之一,。”
根據(jù)進(jìn)化論的理論，人們常將衡量一個(gè)個(gè)體存活和生殖成功的尺度稱作適合度,。適合度越大,，個(gè)體存活和生殖成功的機(jī)會(huì)就越大。魚類適合度是指魚類個(gè)體生產(chǎn)能存活后代并能對(duì)未來世代有貢獻(xiàn)能力的指標(biāo),。魚類生活在水中,，其主要的運(yùn)動(dòng)方式是游泳。游泳速度直接影響到魚類許多重要的生活史特征,，包括捕食能力,、逃避捕食者的能力和生殖洄游等。
“當(dāng)捕食食物,、逃避敵害和超越障礙時(shí),，短時(shí)間的高速游泳就有很大的生物學(xué)意義，而長距離的洄游則需要采用耗能少而又相對(duì)高的游速,。因此,，當(dāng)魚類的游泳能力由于某種原因——例如機(jī)械損傷、魚病,、寄生蟲或水環(huán)境受到污染等——受到損傷時(shí),，其上述能力必將被削弱，致使其在自然種群中的生存和繁殖能力受到影響,，從而最終影響到魚類的適合度,。”李德亮說。
以鮭魚為例,，它們在淡水中產(chǎn)卵,，并游到海洋成長；平時(shí)的游速為每小時(shí)35公里,，但在生殖季節(jié),，它們卻以每小時(shí)50公里左右的速度逆流而上，遇到淺灘就一沖而過,，遇到瀑布或急流也能一躍而上,，它們一路上不休息、不進(jìn)食,，遇到天敵就逃,，一鼓作氣地游回出生地,。在出生地，它們產(chǎn)卵,、受精,，最后死去。倘若它們的游泳能力被削弱,，那么它們或許就無法順利地完成生殖洄游,，無法順利產(chǎn)生后代。
李德亮說：“研究魚類的游泳能力及其行為生物學(xué),，不僅具有一定的理論意義,，而且可以為過魚、攔魚和誘魚等設(shè)施的設(shè)計(jì),，以及漁具漁法的設(shè)計(jì)提出依據(jù),，以保證這些設(shè)施能夠發(fā)揮較大的功能。”
