
由于动物学是一门具多种分支学科的基础学科,不仅学科本身的理论研究内容广博,与农、林、牧、渔、医、工等多方面的实践也有密不可分的关系。纷纭多彩的动物界不仅为人类的衣、食、住、行提供了宝贵资源,也为美化人们的生活、满足人们精神生活的需要提供了丰富内容。因此,学习和研究动物学具有十分重要的意义。
动物资源的保护、开发和持续利用方面我国的动物资源十分丰富,动物种类及数量居世界前列,其中许多是我国的特有动物和珍贵动物,有些是珍稀濒危动物。为了开发利用动物资源,需要首先调查研究摸清动物资源的情况,这在我国尚是一项需要进一步完成的基础工作。在保护动物资源方面,如何挽救濒危物种保护受胁动物,都需要了解有关动物的生活环境、食性、繁殖规律以及与其他生物的关系等知识,因为物种的进化是不可逆的,一旦灭绝不可能再现。例如大熊猫、朱鹮等的保护工作已深受世界关注,我国动物学科技工作者已进行了多年深入研究并取得了重要进展,尚有大量工作要做。随着工业发展,污染加剧、环境日趋恶化的今天,保护物种多样性、遗传多样性及生态系统多样性已成为当今世界面临的重要任务。在资源开发和持续利用方面,动物界是一个取之不尽的宝库,但如果不注意保护、合理利用就不是用之不竭,这需要动物科学与其他学科结合不断探索研究。
在农业和畜牧业的发展方面在控制农业害虫、生物防治以及家畜、家禽、经济水产动物、蜂、蚕的养殖等方面,动物学都是必要的基础。例如,为了发展这些有益动物,就需要了解和掌握它们的形态结构、生命活动规律,满足其所需生活条件,防治对其有害生物等,才能使其健康迅速发展。为了不断改良品质培育新品种,也需要动物学与其他学科交叉的先进技术。如自从帕米特(R.D.Palmiter)于1982年将大鼠的生长激素基因注入小鼠的受精卵内培育出巨型小鼠以来,转基因鱼、兔、猪、羊等工作不断有所报道,使人类改造动物的工作提高到了一个新水平。对大量农林害虫的防治,需要掌握各有关害虫的形态结构、生活习性及生活史等,这是害虫预测预报的基础,也是掌握最适时机消灭害虫不可缺少的知识。通过对害虫及其天敌昆虫(或动物)关系的研究,了解天敌昆虫的结构特点及其生活规律,人工大力培养害虫的天敌昆虫,用以控制、消灭害虫。例如人工培养赤眼蜂(该蜂产卵于棉铃虫幼虫体内)杀灭棉铃虫。这种利用生物防治害虫,既避免了农药的污染,又能达到控制以至消灭害虫的目的,在我国这方面已取得了很大成绩。以昆虫的外激素诱杀不同性别的害虫,或利用培育的雄性不育昆虫来控制其繁殖的方法,也是从动物学的研究中发展起来的。此外,一些昆虫作为农作物、蔬菜、果树的传粉媒介,对提高这些虫媒受粉植物的产量起重要作用。
在医药卫生方面动物学及其许多分支学科,诸如动物解剖、组织、细胞、胚胎、生理、寄生虫学等是医药卫生研究不可缺少的基础。有些寄生虫直接危害人体健康,甚至造成严重的疾病,如疟原虫、黑热病原虫、血吸虫、钩虫、丝虫所致的我国有名的五大寄生虫病,对这些疾病的诊断治疗及预防,如果没有动物学研究的配合是难以完成的。只有掌握其形态特征、生活史或中间寄主、终末寄主的各个环节的生物学特点,才有可能考虑如何切断其生活史进行治疗及综合防治措施,以达到控制和消灭的目的。在这方面,我国解放后取得了惊人的进展。有些动物虽然本身不能直接使人致病,但它是许多危险的流行病病原体的传播媒介,如蚊、蝇、跳蚤及一些蜱螨、老鼠等。可供药用的动物种类繁多,例如,广泛应用的动物药牛黄、鹿茸、麝香、蜂王浆、蜂毒、全蝎、蜈蚣等。许多医学中难题的解决以及新药物的研制,也必须先在动物体上进行试验或探索。实验动物已成为专门的学科,为药物试验提供实验对象,还为动物药物(包括活性物质)的开发利用提供线索,如用于抗血凝的蚂蟥的蛭素、用于医治偏瘫的蝮蛇的抗栓酶、治疗癫痫的蝎毒的抗癫痫肽等,这方面深入的工作虽属生物化学和医学的范畴,但也需配合以动物学的研究。
在工业工程方面许多轻工业原料来源于动物界,例如哺乳动物的毛皮是制裘或鞣革的原料,优质的裘皮如紫貂、石貂、水獭等;麂皮为鞣革的上品。产丝昆虫如家蚕、柞蚕、蓖麻蚕所产的蚕丝及羊毛、驼毛、兔毛等为丝、毛纺织提供原料。我国是世界上养蚕历史最悠久的国家,产丝量居世界首位。虽然化学纤维形形色色日新月异,但丝、毛纤维织物仍有其无比的优越性。又如紫胶虫产的紫胶、白蜡虫分泌的虫白蜡均广泛用于工业。珊瑚的骨骼及一些软体动物的贝壳可加工制成工艺品和日用品,珍珠贝类所产生的珍珠,其经济价值更为突出。
在当代工业工程技术方面应用的仿生学,也离不开动物科学的研究。动物在亿万年的进化过程中,形成了各种奇特结构、功能或行为,其高度自动化和高效率是精密仪器所无法比拟的。如模仿蛙眼研制的电子蛙眼,可准确灵敏地识别飞行的飞机和导弹,人造卫星的跟踪系统也是模仿蛙眼的工作原理。根据蜜蜂准确的导航本领制成的偏光天文罗盘,已用于航海和航空,避免迷失方向。模仿海洋漂浮动物水母的感觉器制成的“水母耳”风暴预测仪,能准确预报风暴。模拟人体的结构与功能研制的人工智能机器人,具有完善的信息处理能力,能按最佳方案进行操作装配等。仿生学正在探索一些意义更为重大而深远的课题,潜力巨大,前景诱人。
动物学与其他生物科学、医学、兽医学、农业、畜牧业以及人类生产和环境保护都有着密切联系(见生物学)。今日的动物学实际上已发展成为内容十分全面的动物科学。它以整个生物学的普遍规律为基础,不仅研究以动物为内容的学术和生产活动的各个方面,还以此来阐明广泛的生物学活动,因而它已成为开拓人类未来的重要手段。
实验动物的质量直接关系到科学研究结果的准确性、可靠性和可重复性。实验动物在感染,特别在是隐性感染状态下,往往会从免疫调节、代谢产物调节和与宿主细胞间的相互作用等多个方面导致科学试验失败,或导致科学研究结果不准确和不可重复,造成人力、物力、财力和时间的严重浪费,严重阻滞了实验动物行业的健康发展。作为我国最早开设实验动物专业的高等院校,扬州大学实验动物学系在实验动物专业设置、本科教学及人才培养方面进行了大量尝试,取得了较好的成效。本文结合扬州大学兽医学院实验动物学系近年来开设实验动物医学课程的经历,谈谈实验动物医学的研究范畴,课程开设的目的意义,课程内容设置、讲述重点及在课程教学过程中的一些体会,以期为更好地培养实验动物专业学生提供一些借鉴。
一、实验动物医学研究范畴
实验动物医学是美国兽医协会认可的兽医学范畴中的一个专业领域,其职责范围涉及作为生物医学业务活动对象的各种动物的疾病诊断、治疗和预防,其中也包括探索尽量减轻科研用动物的疼痛或不适的各种方法,以及鉴定影响利用动物开展科学研究的各种因素。实验动物是指经人工培育和人工改造,对其携带的微生物和遗传、营养、环境实行控制,来源清楚、遗传背景明确,用于科学研究、教学、生产、检定及其他科学试验的动物。众所周知,标准化实验动物是获得可靠试验结果的有力保障和支撑,绝大多数重要的生命科学相关成果的取得都取决于以标准实验动物进行的动物试验,也正是动物试验推动了实验动物医学的发展,促使了科研工作者对实验动物病原学、流行病学、诊断措施和防控策略,以及病原感染对科学研究的潜在性干扰,逐步形成了实验动物医学的研究范畴。
二、实验动物医学的学习和教育
作为一门新兴学科,实验动物医学的发展历程较短,其发展主要伴随实验动物学的发展,也是实验动物学中微生物质量控制的延伸、丰富和拓展。目前,国内外尚未有专门的'实验动物医学教程,实验动物从业人员对实验动物医学的学习主要依赖于继续教育、会议交流、通讯咨询、相关论文杂志、课题研究,以及通过从工作中学习或通过各类交叉学科的培训等方式,从而达到对实验动物医学相关内容的了解、理解和掌握,并进而推动实验动物行业整体健康发展,近些年来,随着生命科学的蓬勃发展,对实验动物质量的日趋严格,也加快了实验动物医学的发展,增加了实验动物医学再教育和自我提高的机会。
三、实验动物医学课程设置的目的和意义
为系统性建设实验动物专业课程,推动实验动物科学事业更好、更快地发展,以实验动物主要易感病原为主体,以实验动物感染病原后的对科学研究的干扰为抓手,驱动学生深层次理解实验动物感染病原微生物对科学研究和生产检定产生干扰的危害性;促进实验动物专业学生深入理解实验动物微生物检测国家标准中规定的必须和必要检查项目的意义以及标准制定的依据;推动学生更好地理解实验动物的环境要求,实验动物设施,实验动物设施的建设及实验动物的饲料、饮水和垫料管理等授课内容;进一步明确实验动物标准化对生命科学相关行业健康发展的重要意义。
四、课程内容和设置
1999年,扬州大学依托兽医学院,在科技部的大力支持下,在全国率先设置了实验动物学专业,经15年的探索和经验积累,已经形成了具有鲜明特色的专业方向,培养了一大批专业性人才,为我国实验动物事业的发展做出了重要贡献。《实验动物学》是实验动物专业的主干课程,其主要讲述实验动物学相关概念、实验动物的环境与设施、实验动物遗传、繁殖与繁育体系、实验动物的饲养管理及常规实验动物等内容。因课时量限制,实验动物的微生物质量控制基本不作讲述。然而,近些年来全国实验动物微生物的质量检查结果不容乐观,实验动物群体如啮齿类动物感染重要病原的比例仍然较高,且经常能听到客户对实验动物质量问题的反馈,这已经对实验动物行业造成了较大的影响。因此,为从实验动物微生物质量角度更好地掌握实验动物学的内容,及时发现实验动物的微生物和寄生虫感染,规避其影响科学研究的风险,减少人、财、物力的浪费,扬州大学实验动物学系于2010年开设了《实验动物医学》课程。由于没有参考教材,讲授内容主要依据《Laboratory Animal Medicine2nd edition》和《Natural Pathogens of Laboratory AnimalsTheir effects on Research》两本英文原版书籍,同时结合国外著名大学实验动物机构网站以及扬州大学实验动物学系的相关研究结果,自编了《实验动物医学》讲义。以啮齿类动物(大鼠、小鼠、仓鼠、豚鼠和兔)、犬及非人灵长类动物为对象,主要讲述病原特性、流行病学(重点讲述传播途径和易感动物品系)、临床表现、病理变化、诊断、防控,着重阐述病原感染对科学研究的干扰。目前,课程设置为40个学时,其中理论课24学时,实验课16学时,实验课程紧扣理论课程,实验课主要以病原模拟感染实验动物,从临床表现、诊断和对科学研究产生干扰等方面进一步掌握理论课程所授内容,较好地做到了理论与实践相结合。
五、教学体会
自2010年起,扬州大学实验动物学系自设了实验动物医学课程,坚持从英文原版书籍及原始文献中汲取营养,坚持不断修改教学大纲、完善教学内容;坚持以更好地掌握实验动物专业内容和技能为宗旨,从无到有,由点到面,逐步积累,初步形成了实验动物医学的课程体系,明确了授课的侧重点,有效地补充了本专业的授课内容,丰富了本专业的教学内容,拓展了实验动物专业的研究方向。我们认为,要上好实验动物医学这门课,首先要充分了解实验动物学这门主干课程,实验动物学课程是本专业的基石,充分掌握实验动物学课程内容,才能更好地有侧重点地阐述实验动物医学的相关内容;其次,充分利用网络资源,跟踪实验动物病原的研究进展,不断更新和完善教学大纲及授课幻灯,挖掘与本专业相关的经典案列,活跃课堂,调动学生的积极性;最后,坚持理论课和实验课相结合,理论课讲解概念、方法和基础理论知识,实验课以动物实验推动学生进一步理解理论课的内容,相辅相成。经过5年的探索,我们初步建立了实验动物医学课程的讲授体系,促进了学生对实验动物相关知识的掌握和应用,师生反映效果较好。
医学实验动物学是关于医学实验动物、进行医学动物实验研究的学科。
医学实验动物学是生命科学研究的一个重要组成部分,它应用生物学、医学、畜牧和兽医学等基本理论、技术和有关学科基础知识,系统地阐述实验动物的生物特性、饲养管理、质量控制、基因修饰动物及其应用的科学。
实验动物学是指经人工培育或人工改造,对其携带的微生物实行控制;遗传背景明确,来源清楚,用于科学实验、药品、生物制品的生产和检定及其他科学实验的动物。实验动物环境生态学?(Laboratory animal environmental ecology) 是研究实验动物与外界环境相互关系的科学。
实验动物学的意义如下:
1、实验动物在基础研究中的意义
实验动物学在基础研究中具有重要的作用。例如,在神经科学研究中,实验动物可以被用来研究神经系统的发育、功能、结构和病理学等方面。
实验动物还可以被用来研究遗传学、分子生物学、生理学、生态学等方面的问题。通过实验动物的研究,我们可以更好地了解生命的本质,探索生物学的奥秘。
2、实验动物在药物研究中的意义
实验动物在药物研究中也具有重要的意义。药物的研究需要经过严格的实验验证,其中实验动物是不可或缺的一个环节。
通过实验动物的研究,我们可以了解药物的安全性、有效性和药代动力学等方面的问题。实验动物的研究可以为药物的临床研究提供重要的数据支持,加快新药研发的速度。
3、实验动物在疾病研究中的意义
实验动物在疾病研究中也具有重要的作用。例如,在癌症研究中实验动物可以被用来研究癌细胞的生长、扩散、转移等方面的问题,从而探索癌症的发生机制和治疗方法。通过实验动物的研究,我们可以更好地了解疾病的发生机制,发现新的治疗方法,提高疾病的治疗效果。