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随着观赏鱼贸易发展,转基因斑马鱼(Danio rerio)可能与野生型(WT)杂交。研究人员开展转基因绿斑马鱼与野生斑马鱼杂交后代行为差异的研究。结果显示,杂交的 G-WT 斑马鱼更焦虑、社交性更弱。该研究对评估生态风险意义重大。
在五彩斑斓的水族世界里,斑马鱼凭借小巧玲珑的身姿和灵动活泼的习性,成为了观赏鱼市场的宠儿,同时也是科研领域的 “明星” 实验动物。近年来,随着基因工程技术的蓬勃发展,转基因斑马鱼应运而生,它们被赋予了更为绚丽的色彩,如能表达荧光蛋白的绿色转基因斑马鱼,极大地满足了人们对观赏鱼审美的追求。然而,在这看似美好的背后,却隐藏着一系列生态危机。
转基因斑马鱼一旦意外流入自然环境,就可能与野生斑马鱼杂交。这种杂交带来的后果充满未知,有可能改变斑马鱼种群的原有特征,进而对整个水生生态系统的平衡造成影响。以往研究表明,遗传修饰会影响鱼类的多种行为,像攻击性、觅食模式、繁殖和社交互动等。例如,转基因三文鱼在觅食时比野生三文鱼更加激进。但目前对于转基因斑马鱼与野生斑马鱼杂交后代的行为变化,还缺乏深入研究。为了填补这一知识空白,来自巴西里约格兰德联邦大学的研究人员开展了相关研究,研究成果发表在《Behavioural Processes》上。
研究人员从巴西当地农场获取了野生型斑马鱼,在检疫过程中,挑选出 4 条呈绿色的雌性斑马鱼,将其与野生型斑马鱼按 1:2 的比例(1 条雌性对应 2 条雄性)进行杂交。之后,对杂交产生的后代进行了一系列行为学测试,主要包括以下关键技术方法:一是利用新型鱼缸潜水测试(Novel tank diving test)评估斑马鱼的焦虑样行为和运动活性;二是通过社交性测试(sociability test)衡量斑马鱼的社交能力;三是开展旷场测试(open field test)观察斑马鱼建立活动中心(homebase)的情况。
在新型鱼缸潜水测试中,研究人员对比了正常 WT 斑马鱼和带有绿色色素的 WT 斑马鱼(G-WT)的运动特征。结果发现,两者在平均游泳速度(t = 0.50, df = 24, 95% 置信区间 [-0.02 至 0.01], p = 0.62)和总游动距离(t = 0.75, df = 24, 95% 置信区间 [-7.77 至 3.63], p = 0.46)上均未呈现出显著差异。然而,G-WT 斑马鱼在鱼缸底部停留的时间更长,这一现象表明它们在新型鱼缸环境中表现出更高的焦虑样行为。
社交性测试结果显示,G-WT 组斑马鱼在同种区域停留的时间明显少于 WT 组,并且与社交区域保持着更远的距离。这意味着 G-WT 斑马鱼的社交性相较于 WT 斑马鱼有所降低,它们似乎更倾向于远离同类,独自活动。
旷场测试里,研究人员观察到,WT 和 G-WT 组斑马鱼在活动中心的占据和探索方面没有显著差异,说明杂交并没有对斑马鱼建立活动中心的行为产生明显影响。
综合各项研究结果,研究人员得出结论:转基因斑马鱼与野生斑马鱼杂交产生的 G-WT 斑马鱼,在行为上出现了明显变化,表现为焦虑样行为增加、社交性减弱,而运动活性和建立活动中心的行为未受显著影响。
这一研究具有重要意义。从生态角度来看,杂交后代行为的改变可能会影响斑马鱼种群的动态变化。例如,更焦虑的个体可能会减少觅食时间,影响自身的生存和繁殖;社交性的降低则可能破坏种群的社会结构,削弱群体协作能力,进而对整个斑马鱼种群的稳定性产生负面影响。从更宏观的层面看,该研究为评估转基因生物对自然生态系统的潜在风险提供了重要依据,提醒人们在发展转基因技术和进行观赏鱼贸易时,要充分考虑可能带来的生态后果,加强对转基因生物的监管,防止其意外流入自然环境,以保护水生生态系统的平衡和生物多样性。