狗年話狗——為科學獻身的狗狗們

知識 02-14

狗年話狗

狗在科學領域的重要地位

農曆丁酉年將過，戊戌年將來——送「雞」迎「狗」到。

狗在科學技術的發展中佔據了非常重要的位置，比如在生命科學研究中，狗是重要的實驗動物。生物學，仿生學、人工智慧、考古、心理學……狗不僅是人類的好朋友，更是科學發展的功臣。狗年將至之時，我們說說狗在科學領域的獨特地位。

巴甫洛夫的狗

如果說科學史上最著名的貓是「薛定諤的貓」，那麼科學史上最著名的狗必然是「巴甫洛夫的狗」。

俄國科學家巴甫洛夫則依靠狗狗揭示了消化的生理機制，建立了條件反射學說。前者贏得了1904年的諾貝爾生理或醫學獎，後者成為現代行為與認知科學的里程碑。

狗狗與胰島素

糖尿病是一種非常常見的慢性病。巧合的是，狗狗作為人類親密的朋友，也有可能自發糖尿病，遭受糖尿病的折磨。治療人類和狗狗的糖尿病、成為一項重要課題。

1889年，梅靈和閔可夫斯基在切除胰腺的小狗上觀察到糖尿病的癥狀，率先將胰腺和血糖水平的調控聯繫在一起。隨後，生理學家和臨床醫生們開始積極嘗試從小狗胰腺中提取能夠降低血糖水平的物質，卻都無功而返。

　　但有一些進展仍值得關注，比如：雷尼在解剖學上發現胰島和腺泡在胰腺中是彼此分離的；摩西·巴倫發現結紮了胰腺腺管的小狗會發生腺管膽囊結石，進而導致腺泡細胞的退化。

　　1920年10月30日，加拿大外科醫生班廷讀到了巴倫的論文，一個好主意立刻閃入他的腦海：通過結紮小狗胰管，使胰泡細胞退化，獲得未被胰液中胰蛋白酶降解的胰島，就有可能獲得調節血糖的活性物質。想到就去做，班廷說服多倫多大學糖尿病權威麥克勞德教授，在麥氏實驗室開始了他的試驗。麥克勞德為班廷提供了狗狗和儀器，並指派白斯特做班廷的助手。憑藉班廷出色的外科手術和白斯特紮實的化學分析，他們最終得到了可以降低糖尿病小狗血糖的有效成分。1921年12月，麥克勞德邀請生化學家考立普參與提純，最終得到了能用於臨床試驗的胰島素。

班廷(右)、貝斯特(左)和他們一隻糖尿病小狗的合影

　　胰島素的發現極大地改善了糖尿病患者的生活質量，推動了糖尿病的相關研究。1923年，班廷和麥克勞德因為這項成就榮獲諾貝爾生理或醫學獎。

此後，小狗一直是糖尿病研究的理想動物模型。基於小狗模型，阿根廷內分泌學家貝納多·吳賽進一步研究了胰島素的產生機制，發現垂體前葉可以分泌激素調節胰島素的分泌，獲得1947年的諾貝爾生理或醫學獎。

上太空的狗狗

前蘇聯宇航員加加林是第一名進入太空的人，但卻不是第一個進入太空的地球生物。

1957年10月4日，前蘇聯成功發射了人類歷史上第一顆人造衛星，真正開啟了人類探索宇宙的大門。一個月後的11月3日，第二顆人造衛星即將發射。這一次，衛星上將搭乘一位特殊的「客人」——小狗萊卡，它將成為飛上太空的第一個地球生命。

科學家們在萊卡的身體表面和皮下安裝了感應器，用來監測它的呼吸和心跳，在進入太空後，監測數據就會自動傳回地面。隨後科學家們把萊卡送入了專門為它設計的加壓密封艙內，密封艙固定在火箭的頭部，面對它的還有一個攝像頭。

前蘇聯官方公布了一個關於萊卡命運的「官方」版本：萊卡完成了長達一周的飛行任務，到達離地球1600km的高處；按照計劃，它在吃了最後一頓含有劇毒的晚餐後安靜地死去。

50多年過去了，萊卡仍然是地球上最有名的狗之一，儘管對於關注動物福利的活動家來說，它只是在一長串為太空犧牲的動物名單中最有名的一個。

首條克隆狗斯納皮

1996年克隆羊「多莉」出世無疑是科學界的一件大事。但克隆羊的意義和轟動效應卻無法與克隆狗相提並論。2005年，韓國首爾國立大學的科學家培育出世界上第一條克隆狗——阿富汗獵犬「斯納皮」(Snuppy，以這所大學的名字命名)。消息一經傳出，整個科學界頓時沸騰。美國《時代》雜誌評價說：「斯納皮不僅僅是一條狗那麼簡單，它是2005年最令人吃驚的發明。」

在生物醫學家黃禹錫的帶領下，首爾大學的科學家實現了這一巨大突破。但令所有人沒有想到的是，黃禹錫隨後便從韓國的功臣變成一大罪人，他因在人類幹細胞克隆研究過程中偽造數據被逐出首爾大學。

成功培育克隆狗斯納皮是所有參與者不懈努力的結果。在長達3年的研究中，研究人員共進行了123次嘗試。功夫不負有心人，他們最終讓斯納皮來到這個世上。這條身材瘦長的阿富汗獵犬隨後與兩條克隆母狗產下9個孩子，這也是克隆動物之間第一次成功繁育下一代。拍攝這幅照片時，斯納皮已經3歲大了。科學家利用來自一條阿富汗獵犬的皮膚細胞克隆了它。

現代生命科學重要的模式動物

進入21世紀，生命科學發展迅猛，許多新成果新技術加深了人們對狗狗的認識。比如，2004年諾獎成果「嗅覺受體和嗅覺系統組織方式的發現」就很好解釋了狗狗嗅覺靈敏的原因——狗狗的嗅覺上皮平均是人的40倍。再比如，基於高通量測序技術的進步，科學家們發現相對於小鼠，狗狗與人類的基因組更為近似，而且狗狗和人類的基因數目基本相同。