生物谷報道：近日，中國科學院水生生物研究所相關的一項研究發(fā)現(xiàn)：具有快速生長效應的轉基因黃河鯉表現(xiàn)出低劣的游泳能力。他們以某生長激素基因黃河鯉為對象的實驗顯示,，該魚平均體重是對照魚的1.4~1.9倍,，平均特定生長率比對照魚高出6%~10%,，但其絕對和相對臨界游泳速度的平均值分別比對照魚低22%和24%,。
這項研究于2006年獲國家自然科學基金支持,，相關論文發(fā)表在《科學通報》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《科學時報》采訪時說：“這項研究為全面評估轉基因黃河鯉的生態(tài)安全情況提供了重要的背景信息,，同時也證實了生長率和游泳能力之間存在權衡關系，即同一物種的個體生長率越高,，臨界游泳速度則越低這一重要的進化學假說,。”
自1985年中國科學院水生生物研究所在世界上率先獲得具有快速生長效應的轉基因魚以來，轉基因魚研究已取得了重大進展,。目前,美國食品與藥品管理局正在對快速生長轉基因鮭魚的市場化資格進行最后的審查,，快速生長轉基因魚有望在轉基因動物中率先實現(xiàn)市場化。但與此同時,，全世界許多國家的政府和民眾對快速生長轉基因魚的生態(tài)安全問題仍存在憂慮,。因此，準確評估快速生長轉基因魚在野生環(huán)境下的生態(tài)安全情況,，是轉基因魚走入市場前一個必經(jīng)的過程,。
大量研究表明,冷血動物隨生長環(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)；進化生物學研究表明,快速生長賦予生物的優(yōu)勢與劣勢之間存在權衡,，同屬冷血動物的硬骨魚類的生長率與游泳能力之間也可能存在權衡,。此前，對胖頭鱥生長率與游泳能力之間關系的研究,，發(fā)現(xiàn)生長率高的個體臨界游泳速度反而低,。類似的結果在虹鱒、大西洋銀漢魚,、三棘刺魚和快速生長轉生長激素基因銀大馬哈魚中也有報道,。
李德亮說：“盡管如此，關于快速生長轉基因魚游泳速度的報道卻不完全一致,，快速生長轉基因銀大馬哈魚幼魚的臨界游泳速度僅有相同大小對照魚的一半,；成年轉基因銀大馬哈魚的臨界游泳速度也顯著低于對照魚,，而快速生長轉基因大西洋鮭和羅非魚的游泳能力與對照魚之間并沒有顯著差異,。這種結果的差異或許是由于不同品系或種類的轉基因魚之間促生長效應的差異所造成的。”
經(jīng)過試驗研究,，李德亮所在的研究小組發(fā)現(xiàn),，轉“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）的平均絕對臨界游泳速度和相對臨界游泳速度分別比對照魚低22%和24%，顯示了較弱的游泳能力,。這與在快速生長轉基因鮭魚中的研究結果一致,也進一步證實了在硬骨魚類和無尾兩棲類中報道的快速生長的個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,而流線型個體的持續(xù)游泳時間較長,。較普通魚類而言,，轉基因魚的形態(tài)發(fā)生了較大的變化。如：生長激素轉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“全魚”生長激素基因鯉魚軀干肌肉發(fā)達,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基因魚游泳能力較弱的因素之一,。”
根據(jù)進化論的理論，人們常將衡量一個個體存活和生殖成功的尺度稱作適合度,。適合度越大,，個體存活和生殖成功的機會就越大。魚類適合度是指魚類個體生產(chǎn)能存活后代并能對未來世代有貢獻能力的指標,。魚類生活在水中,，其主要的運動方式是游泳。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。
“當捕食食物,、逃避敵害和超越障礙時,，短時間的高速游泳就有很大的生物學意義，而長距離的洄游則需要采用耗能少而又相對高的游速,。因此,，當魚類的游泳能力由于某種原因——例如機械損傷、魚病,、寄生蟲或水環(huán)境受到污染等——受到損傷時,，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；平時的游速為每小時35公里,，但在生殖季節(jié),，它們卻以每小時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,，不僅具有一定的理論意義,，而且可以為過魚、攔魚和誘魚等設施的設計,，以及漁具漁法的設計提出依據(jù),，以保證這些設施能夠發(fā)揮較大的功能。”
