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普卢梅里奖得主:帕蒂·兹沃罗

Biology Department professor Dr. Patty Zwollo is a recipient of the 2014 Plumeri Award for Faculty Excellence.今年William and 玛丽 's Plumeri杰出教师奖的获得者之一是我们自己帕蒂·兹沃罗博士. 普卢梅里奖表彰那些在教学、研究和服务学院方面表现出激情、远见和领导力的教师。自2007年来到这里以来,兹沃罗博士对她所选择的免疫学领域的研究和教学一直保持着热情。具体来说,她的兴趣在于鲑科鱼类的免疫系统,在淋巴细胞类型和抗体多样性方面表现出与哺乳动物系统的显著相似之处。

兹沃罗博士最近关于鲑鱼免疫系统和归巢行为的发现应该会改善阿拉斯加的可持续水产养殖。作为背景,想象自己身处一片广阔而陌生的荒野之中。现在想象一下,你在没有谷歌地图、GPS追踪器甚至路标的情况下找到回家的路。虽然对于数字时代的人来说,这似乎是一项不可能完成的任务,但数百万年来,鲑鱼一直在没有iphone或GPS跟踪设备的情况下找到回家的路。那么他们是怎么做到的呢?虽然鲑鱼可能会利用潮汐、温度甚至磁场来辅助导航,但它们一路回到出生地产卵的动力似乎与鲑鱼免疫系统的发育有关。

兹沃罗博士在最近的一项研究中认为,由于鲑鱼的免疫系统是在它们出生的河流中的细菌附近发育的,它们可以抵御当地的疾病,这就是它们经常回家产卵的原因。返回家园的鲑鱼比流浪鲑鱼更有可能存活下来,因为它们在这些地方的免疫系统更强大。事实上,免疫系统记忆在哺乳动物中非常普遍,而在鱼类中则罕见得多。通常,免疫记忆所需的细胞储存在骨髓中,兹沃罗发现鲑鱼——明显缺乏骨髓——将这些细胞储存在它们的前肾中。

Kenai, Alaska, where locals dip their nets to catch salmon that are swimming-up river to spawn.   Photo by Patty Zwollo

兹沃罗博士对鲑鱼免疫系统的研究可能会为海洋养殖鲑鱼可预见的问题提供见解。海洋牧场是指水产养殖者剥去野生鲑鱼的卵和精子,在佳博体育里使卵受精,然后在附近的河流中饲养鲑鱼,直到它们足够成熟,可以加入它们在开阔海洋中的野生表亲。这些鱼生长的河流成为它们一生的家园。在离开家乡河流进入海洋两到三年后,鲑鱼到达了繁殖阶段,并回到了它们长大的地方。这模仿了野生鲑鱼的生命周期,幼年时期在淡水河流中度过,离开海洋去喂养和生长,然后回到它们的基地产卵。在鲑鱼逆流而上回家的过程中,渔民将佳博体育培育的鱼和野生鱼一起捕捞。

来自孵化场的高密度鲑鱼种群可能给野生鲑鱼带来压力,这导致对资源的更大竞争,以及野生鱼类成熟和繁殖的更不健康的环境。此外,由于佳博体育通常使用相同的卵子和精子孵化鲑鱼,这些鲑鱼最终会渗透到野生鱼类种群中,因此整个鲑鱼种群在基因库中失去了重要的多样性。鲑鱼种群中较低的基因多样性可能导致个体免疫系统较弱。事实上,最近在阿拉斯加的鲑鱼种群中,冷水病已经造成了大量的损失,鲑鱼对这些疾病的易感性可能是种群免疫系统减弱的结果。如果我们想要持续消费健康美味的鱼类,就必须了解海洋牧场水产养殖对与孵化场共享繁殖地的野生鲑鱼种群的影响。

野生鲑鱼种群的命运可能会受到质疑,但我们知道的一件事是,这些有弹性的鱼类很少有上游的战斗是鲑鱼无法面对的。有普卢梅里奖得主兹沃罗博士站在他们这边,他们怎么会输呢?