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果蠅
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果蠅(drosophilid 或 drosophilid fly,有時(shí)也被稱(chēng)為 fruit fly,但這個(gè)名詞有時(shí)也被用于實(shí)蠅科Tephritidae昆蟲(chóng),易造成誤解,應(yīng)避免使用)是指昆蟲(chóng)綱(Isecta) 雙翅目(Diptera) 果蠅科(Drosophilidae)的昆蟲(chóng),目前已描述物種超過(guò)4000種,其中包括黑腹果蠅
Drosophila melanogaster、擬暗果蠅
D.pseudoobscura等一系列模式物種
[1] 。
在動(dòng)物世界中,精子通常比卵子小,雄性產(chǎn)生的精子數(shù)量也比雌性產(chǎn)生的卵子數(shù)量多得多。然而,有些雄性物種卻是例外,它們只生產(chǎn)很少的精子,但個(gè)個(gè)都體型巨大。記錄保持者是二裂果蠅。這種果蠅本身體長(zhǎng)雖然只有數(shù)毫米,但它們的精子可以達(dá)到驚人的六厘米長(zhǎng)。
...詳情
內(nèi)容來(lái)自
雄性腹部有黑斑前肢有性梳,雌性沒(méi)有
果蠅屬于小型蠅類(lèi),體長(zhǎng)1.5-4毫米間。蟲(chóng)體以黃褐色者居多,也有些是黑色的。頭部有一對(duì)大而多呈鮮紅色的復(fù)眼,兩復(fù)眼內(nèi)側(cè)有三對(duì)眼緣剛毛,復(fù)眼間的4頭中央微微隆起,形成一個(gè)單眼三角區(qū),三個(gè)單眼的前下方生有一對(duì)單眼剛毛
[2] 。
后頭中間(單眼三角區(qū)后上方),有一對(duì)后頭頂剛毛,兩毛相向而生。在其兩側(cè)還有一對(duì)內(nèi)頭頂剛毛和一對(duì)外頭頂剛毛。觸角第三節(jié)呈橢圓形或圓形,觸角芒羽狀分枝,著生于兩復(fù)限間的前下方。有些雄性的果蠅其前足的附節(jié)上常有成排的鬃毛,叫性櫛
[2] 。
頭部具許多剛毛,觸角3節(jié)呈橢圓形或圓形,觸角芒羽狀,有時(shí)呈梳齒狀,復(fù)眼鮮紅色。翅Sc很短,R
1亦短,前緣脈的邊緣常有缺刻。幼蟲(chóng)體11節(jié),每節(jié)具微小鉤狀刺1環(huán)
[3] 。
成蟲(chóng)常見(jiàn)于腐敗植物及果子的周?chē)?,產(chǎn)卵于其中。
果蠅
幼蟲(chóng)孳生于腐敗水果或其他腐敗植物質(zhì)中
[3] 。
果蠅常常在腐爛的水果中生長(zhǎng)和繁殖,所以在人群居住的地區(qū),若能稍加注意就可能見(jiàn)到,如腐爛的水果及蔬菜上,垃圾堆里,釀造廠的車(chē)間以及某些廚房、火車(chē)、輪船甚至飛機(jī)上都可能見(jiàn)到它們的蹤跡
[2] 。
在自然界里,如花叢中、腐草下、果園里、菜地間、林蔭樹(shù)上流出的汁液、森林中的腐爛樹(shù)皮、朽株、落葉以及肉質(zhì)的真菌上(如木耳、蘑菇等),都可能見(jiàn)到果蠅的出沒(méi)
[2] 。
一般用爛水果作誘餌,誘餌的量約占容器的1/3至1/2即可。誘集的容器可用空罐頭筒、搪瓷杯、紙杯、廣口瓶以及小的塑料筒等均可。假若水果不便,也可以用新鮮的生酵面團(tuán),若用熟的甘薯,加些酵母粉攪拌后,待其發(fā)酵變酸時(shí),也能誘到某些果蠅
[2] 。
誘餌可放在草叢、樹(shù)下、花間以及池塘附近。為避免螞蟻和蜂類(lèi)的入侵或雨水的注入,也可將誘集器皿懸掛在樹(shù)枝上,誘器上最好蓋有一個(gè)較大的蓋子,以免曬干及蝶、蜂等搔擾。但蓋子必須用小的棍棒等支起來(lái),以便于容器內(nèi)的味道溢出和果蠅的進(jìn)入。餌料發(fā)酵后第二天就可以誘到果蠅。若天氣熱而且干燥,需要適當(dāng)?shù)丶有┧忠悦庹T餌干癟而失效,適量的誘餌可以連續(xù)使用5天左右。還可以從餌料中采集到蠅卵、各齡幼蟲(chóng)及蛹
[2] 。
見(jiàn)到可能有果蠅棲息的地方,用捕蟲(chóng)網(wǎng)輕輕地多次在附近往返掃動(dòng),因?yàn)樗鼈冿w得較慢,當(dāng)受到觸動(dòng)后才飛起,所以不必象捕蜻蜓、蝴蝶那樣迅速。也可以用捕蟲(chóng)網(wǎng)輕輕扣在誘器上,一手提起網(wǎng),另一手觸動(dòng)誘器,讓果蠅自動(dòng)地飛向網(wǎng)子的上端,而后放入毒瓶?jī)?nèi)毒死,或放入有麻醉劑容器中待其麻醉或死亡后選擇所需要的種類(lèi)。還可以用透明的塑料薄膜袋子扣在誘器上,使果蠅飛向袋的頂端,而后用吸蟲(chóng)管在其中選擇蟲(chóng)種。采集時(shí)間在夏天以清晨和黃昏時(shí)為宜。秋天可以遲些,因?yàn)檫@時(shí)果蠅活動(dòng)較遲緩
[2] 。
果蠅生長(zhǎng)周期
廣泛用于遺傳學(xué)研究的果蠅為黑腹果蠅(
Drosophila melanogaster),屬于果蠅科、果蠅屬,它體形小、繁殖快
[4] 。
黑腹果蠅是雙翅目昆蟲(chóng),生活史短,易飼養(yǎng),繁殖快,染色體少,突變型多,個(gè)體小,是一種很好的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料,是一種
模式生物。黑腹果蠅是一種原產(chǎn)于熱帶或亞熱帶的蠅種。它和人類(lèi)一樣分布于全世界,并且在人類(lèi)的居室內(nèi)過(guò)冬。雌性體長(zhǎng)2.5毫米, 雄性較之還要小。雄性有深色后肢,可以此來(lái)與雌性作區(qū)別。
黑腹果蠅在1830年首次被描述。雌蠅可以一次產(chǎn)下400個(gè)0.5毫米大小的卵,它們有絨毛膜和一層
卵黃膜包被。其發(fā)育速度受環(huán)境溫度影響。在25℃環(huán)境下,22小時(shí)后幼蟲(chóng)就會(huì)
破殼而出, 并且立刻覓食。因?yàn)槟阁w會(huì)將它們放在腐爛的水果上或其他發(fā)酵的有機(jī)物上,所以它們的首要食物來(lái)源是使水果腐爛的微生物,如酵母和細(xì)菌,其次是含糖的水果。幼蟲(chóng)24小時(shí)后就會(huì)第一次蛻皮,并且不斷生長(zhǎng),以到達(dá)第二
幼體發(fā)育期。經(jīng)過(guò)三個(gè)幼蟲(chóng)
發(fā)育階段和四天的蛹期,在25℃下過(guò)一天,就會(huì)發(fā)育為成蟲(chóng)。
黑腹果蠅在1830年首次被描述。而它第一次被用作試驗(yàn)研究對(duì)象則要到1901年,試驗(yàn)者是動(dòng)物學(xué)家和遺傳學(xué)家威廉·恩斯特·卡斯特。他通過(guò)對(duì)果蠅的種系研究,設(shè)法了解多代近親繁殖的結(jié)果和取自其中某一代進(jìn)行雜交所出現(xiàn)的現(xiàn)象。1910年,湯瑪斯·亨特·摩爾根開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培育果蠅并對(duì)它進(jìn)行系統(tǒng)的研究。之后,很多遺傳學(xué)家就開(kāi)始用黑腹果蠅作研究,并且取得了很多遺傳學(xué)方面的知識(shí),包括這種蠅類(lèi)基因組里的基因在染色體上的分布。
在20世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中,果蠅扮演了十分重要的角色,是十分活躍的模型生物。遺傳學(xué)的研究、發(fā)育的基因調(diào)控的研究、各類(lèi)神經(jīng)疾病的研究、
帕金森氏病、
老年癡呆癥、藥物成癮和
酒精中毒、衰老與長(zhǎng)壽、學(xué)習(xí)記憶與某些認(rèn)知行為的研究等都有果蠅的“身影”。
果蠅以發(fā)酵爛水果上的酵母為食,廣泛分布于世界各溫帶地區(qū)。果蠅具有生活周期短、容易飼養(yǎng)、繁殖力強(qiáng)、染色體數(shù)目少而易于觀察等特點(diǎn),因而是遺傳學(xué)研究的最佳材料。早在1908年由天才的遺傳學(xué)家
摩爾根把它帶上了遺傳學(xué)研究的歷史舞臺(tái),約在此后30年的時(shí)間中,果蠅成為經(jīng)典遺傳學(xué)的“主角”。
在近代
發(fā)育生物學(xué)研究領(lǐng)域中,果蠅的
發(fā)生遺傳學(xué)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。1995年,諾貝爾獎(jiǎng)再次授予三位在果蠅研究中辛勤耕耘的科學(xué)家。Edward B. Lewis(美國(guó)),Christiane Nüsslein-Volhard(德國(guó)),Eric F. Wieschaus(美國(guó)),因發(fā)現(xiàn)早期
胚胎發(fā)育中的遺傳調(diào)控機(jī)理而獲獎(jiǎng)。果蠅為進(jìn)一步闡明基因-神經(jīng)(腦)-行為之間關(guān)系的研究提供了理想的動(dòng)物模型。
專(zhuān)家認(rèn)為,近一個(gè)世紀(jì)以來(lái),果蠅遺傳學(xué)在各個(gè)層次的研究中積累了十分豐富的資料。人們對(duì)它的遺傳背景有著比其他生物更全面更深入的了解。作為經(jīng)典的模式生物,果蠅在21世紀(jì)的遺傳學(xué)研究中將發(fā)揮更加巨大而不可替代的作用。
自從摩爾根于1910年發(fā)現(xiàn)第一個(gè)白眼果蠅突變體以后,世界各地的科學(xué)家
果蠅突變體(8張)
用各種方式, 包括化學(xué)品和放射性同位素來(lái)誘導(dǎo)黑腹果蠅的突變。現(xiàn)在有幾十種常見(jiàn)的黑腹果蠅的突變體,突變性狀包括眼睛的顏色,翅膀的形狀,身體的顏色,以及頭部形態(tài)等等。
眼睛的顏色
橙眼果蠅:這些果蠅的眼睛是橘黃色的。橙眼果蠅的產(chǎn)生是由于它們的“白色”基因有缺陷。在這些果蠅中,它們的白色基因只能產(chǎn)生較少的紅色素。
白眼果蠅:這些果蠅的眼睛是白色的。和橙眼果蠅一樣,它們的“白色” 基因中也存在缺陷。但在這些果蠅中,它們的白色基因是完全缺陷的:它不會(huì)產(chǎn)生紅色素。
翅膀的形狀
短翅果蠅:和正常果蠅相比,這些果蠅的翅膀是縮短的, 因此短翅果蠅是不能飛的。這是由于這些果蠅在第二染色體上有缺陷。這是一個(gè)
隱性突變,只有來(lái)自父母兩者的基因都具有突變,才可產(chǎn)生異常的翅膀形狀。如果父母中只有一方具有突變,健康的基因可以覆蓋有缺陷的基因。
卷翅果蠅:這些果蠅具有卷曲的翅膀。它們是第二染色體上的卷曲基因有缺陷造成的。卷曲翅膀是
顯性突變,這意味著只要一對(duì)基因中有一個(gè)被改變,就產(chǎn)生缺陷。事實(shí)上,如果兩個(gè)基因都發(fā)生突變,果蠅將不能存活。
身體的顏色
黃果蠅:這些果蠅的體色比正常果蠅黃。它們是X染色體上的“黃色基因”有缺陷造成的。正常果蠅需要黃色基因來(lái)生產(chǎn)黑色素,黃色突變的果蠅無(wú)法產(chǎn)生這種色素。
烏木果蠅:這些果蠅有一個(gè)深色的幾乎是黑色的身體。它們的產(chǎn)生是由于在第三號(hào)染色體上的“烏木基因”有缺陷。通常情況下,烏木基因負(fù)責(zé)生成正常果蠅的棕褐色色素。如果烏木基因是有缺陷的,黑色素就會(huì)積累遍布全身。
頭部形態(tài)突變體
無(wú)眼:這些果蠅沒(méi)有眼睛,它們突變形成了無(wú)眼基因,不能形成眼球。
觸角腿:正常的果蠅的觸角在它們的紅眼睛前面伸出,而這些果蠅的腿狀觸角長(zhǎng)在額上,拉丁語(yǔ)意為“觸角腿”。它們的“觸角”基因有缺陷,在正常情況下這些基因指示細(xì)胞成為腿,而在這些果蠅中, 它們的觸角基因錯(cuò)誤地指示通常形成觸角的細(xì)胞形成腿。
基于果蠅科模式物種的研究,曾經(jīng)推動(dòng)了生物學(xué)領(lǐng)域、
果蠅生活史
特別是遺傳學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)及發(fā)育生物學(xué)等學(xué)科在方法和理論上的發(fā)展。特別值得一提的是果蠅在遺傳學(xué)的早期發(fā)展(20 世紀(jì)上半葉)中扮演的重要的角色。在 20 世紀(jì)中期,遺傳和進(jìn)化的綜合成為生物學(xué)研究的前沿,果蠅再次成為其實(shí)驗(yàn)研究的主要模式生物;在現(xiàn)代生態(tài)學(xué)、群體生物學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、行為學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和分子生物學(xué)等研究領(lǐng)域,果蠅作為模式生物得到了最為廣泛的應(yīng)用
[1] 。