模式生物

模型生物（通常简称为模型）是一种非人类物种，它被广泛研究以了解特定的生物现象，期望在模型生物中所做的发现将提供对其他生物运作的洞察力。 当人类实验不可行或不道德时，模型生物被广泛用于研究人类疾病。 由于所有生物体的共同遗传，以及在进化过程中代谢和发育途径以及遗传物质的保护，这种策略成为可能。

研究模式生物可以提供信息，但在从一种生物推广到另一种生物时必须小心。

在研究人类疾病时，模型生物可以更好地理解疾病过程，而不会增加伤害真实人类的风险。 所选择的物种通常会满足与人类确定的分类等同性，以便根据需要以类似于人类生理学的方式对疾病或其治疗做出反应。 尽管模型生物体中的生物活性并不能确保对人类产生影响，但许多药物、治疗和治愈人类疾病的方法部分是在动物模型的指导下开发的。

疾病模型主要分为三种类型：同源、同构和预测。 同源动物与患有相同疾病的人类具有相同的病因、症状和治疗选择。 同构动物具有相同的症状和治疗方法。 预测模型仅在几个方面类似于特定的人类疾病，但在分离和预测一组疾病特征的机制方面很有用。

有许多模式生物。 分子生物学的xxx个模型系统之一是大肠杆菌，它是人类消化系统的常见成分。 感染大肠杆菌的几种细菌病毒（噬菌体）也对基因结构和基因调控的研究非常有用（例如噬菌体 Lambda 和 T4）。 然而，噬菌体是否应归类为生物存在争议，因为它们缺乏新陈代谢并且依赖于宿主细胞的功能进行繁殖。

模型生物来自生命的所有三个领域，以及病毒。 例子包括大肠杆菌 (E. coli)、面包酵母 (Saccharomyces cerevisiae)、T4 噬菌体病毒、果蝇 Drosophila melanogaster、开花植物拟南芥 (Arabidopsis thaliana)、豚鼠 (Cavia porcellus) 和小鼠 (Mus musculus) ).

在研究中使用动物可以追溯到古希腊，亚里士多德（公元前 384-322 年）和 Erasistratus（公元前 304-258 年）是最早对活体动物进行实验的人。 18 和 19 世纪的发现包括安托万·拉瓦锡 (Antoine Lavoisier) 在量热计中使用豚鼠来证明呼吸是一种燃烧形式，以及路易斯·巴斯德 (Louis Pasteur) 在 1880 年代使用炭疽论证疾病的细菌理论 羊。

使用动物模型的研究一直是现代医学许多成就的核心。 它贡献了人体生理学和生物化学等领域的大部分基础知识，并在神经科学和传染病等领域发挥了重要作用。 例如，结果包括几乎根除小儿麻痹症和器官移植的发展，并使人类和动物都受益。 从 1910 年到 1927 年，Thomas Hunt Morgan 对果蝇 Drosophila melanogaster 的研究发现染色体是基因遗传的载体。 果蝇成为最早的模式生物之一，并且在一段时间内成为最广泛使用的模式生物，埃里克·坎德尔 (Eric Kandel) 写道，摩根的发现帮助将生物学转变为一门实验科学。 D. melanogaster 仍然是使用最广泛的真核模型生物之一。 在同一时期，William Ernest Castle 实验室与 Abbie Lathrop 合作进行的小鼠遗传学研究导致了 DBA（稀释、棕色和非刺豚鼠）近交小鼠品系的产生以及其他近交品系的系统产生。 此后，老鼠被广泛用作模式生物，并与 20 世纪和 21 世纪的许多重要生物学发现有关。

19 世纪后期，埃米尔·冯·贝林 (Emil von Behring) 分离出白喉毒素，并证明了它对豚鼠的作用。 他继续开发了一种针对动物和人类白喉的抗毒素，这导致了现代免疫方法的出现，并在很大程度上结束了白喉作为一种威胁性疾病的局面。 白喉抗毒素在 Iditarod 比赛中得到了著名的纪念，该比赛模仿了 1925 年诺姆血清中抗毒素的输送。 动物研究在生产白喉抗毒素方面的成功也被认为是 20 世纪初美国反对动物研究的衰落的原因。