Плодовая мушка

1.      Drosophila melanogaster, или плодовая (уксусная) муха

Дрозофила – маленькое насекомое семейства Drosophiliadae из отряда Diptera. Наблюдать этих симпатичных мушек можно около испорченных фруктовых отходов – вокруг этого раститель­ного материала развивается своя особая жизнь. Они настолько малы (1,5-4 мм), что подчас их можно и не заметить.

Однако это крохотное существо вошло в историю науки: уже более ста лет дрозофила используется как модельный объект для различных исследований области генетики и, в последнее время, биологии развития. Ее важность для здоровья человека была отмечена Нобелевской премией, врученной медикам-физиологам  Ed Lewis, Christiane Nusslein-Volhard и  Eric Wieschaus в 1995 году.

В мире существует более 1000 видов этих прелестных существ, причем наиболее распространены они в субтропиках и тропиках. На Гавайских островах, например, мушиное население включает свыше 300 видов, а вот на территории нашей страны их на порядок меньше. Родиной этих мушек считается Индо-Малайская область. В настоящее время этот вид широко распространен, в том числе на Кавказе и Украине.

2.      Морфология и половой деморфизм

Дикий тип дрозофилы имеет ярко-красные глаза и “серое” тело. Нормально развитые крылья превышают длину тела. Питаются в природе мушки соком растений, гниющими растительными остатками, но в лаборатории их разводят на специально приготовленной среде.

Самки и самцы морфологически отличаются друг от друга по ряду признаков. Самки несколько крупнее самцов, однако, размеры мушки во многом зависят от условий питания, особенно на личиночной стадии. Брюшко у самки немного округлое с заостренным концом, у самца оно цилиндрическое с притупленным концом. Последние несколько сегментов у самца сплошь пигментированы, в отличие от самки. К тому же, у самки имеется восемь хорошо развитых верхних хитиновых щетинок груди, называемых тергитами, а у самца – шесть: шестой и седьмой срослись, а восьмой вошел в состав полового аппарата. Стернитов, то есть хитиновых пластинок с брюшной стороны, у самки насчитывается четыре. А у самца – три, причем у представителей каждого пола первый, второй, седьмой и  восьмой недоразвиты. Хитиновые щитки тергиты, стерниты и плейриты участвуют в движении крыльев.

К числу вторичных половых признаков у самца относятся половые гребешки, представляющие собой крепкие хитиновые щетинки на первом членике лапки передних ног. У самки подобные образования отсутствуют.

3.      Биология развития

Яйца дрозофилы несколько вытянуты (около 0,5 мм в длину) и хорошо заметны, будучи отложенными на участках питательной среды с пониженной влажностью. Яйцо защищено двумя оболочками, различными по происхождению. Внутренняя, образованная самим яйцом, называется желточной, а наружная – хорион – продукт фолликулярного эпителия яичника. У яйца дрозофилы различают дорсальную и вентральную стороны, задний и передний конец.  От передней части дорсальной стороны отходят и идут по направлению кпереди два жгутикообразных выроста хориона, предохраняющих  яйцо от попадания в жидкую среду.

В нормальных условиях эмбриональное развитие протекает вне тела матери при температуре 27 ⁰ около 20 часов. В благоприятных условиях каждая самка откладывает до 50-80 яиц в сутки, а всего в течение 3-4 суток она может отложить их более 200.

Личинка после вылупления из яйца начинает усиленно питаться микроорганизмами, избыток пищи определяет размеры и жизнеспособность будущего организма. После недолгого

пребывания на поверхности среды личинки уходят вглубь, где и остаются до момента окукливания.

 

 

 

 

 

Личинки некоторое время оживленно ползают по стенкам пробирки, ничем не питаясь, - начинается стадия окукливания. Затем они становятся неподвижными, значительно уменьшаются в длину и приобретают бочкообразную форму. Личиночные органы и ткани, за исключением гонад и нервной системы, разрушаются, а органы взрослой мухи начинают развиваться из имагинальных дисков.

По окончании третьих суток становятся заметны очертания глаз с желтоватым пигментом. Вылупление мухи и разрыв куколки достигается нагнетанием жидкости. Молодые, с длинным желтоватым телом, без пигмента и короткими, еще не расправленными крыльями, мухи обычно выходят из куколки рано утром.

4. Дрозофила как научный объект

Недолгий период развития от яйца до имаго, уникальное разнообразие мутационных рас с характерно отчетливым проявлением, всего 4 хромосомы и ряд других особенностей делают дрозофилу незаменимой для проработки закономерностей наследственности на практике. Наши ученые – генетики, такие как И. А. Рапопорт, Н. П. Дубинин, их зарубежные коллеги – Т. Г. Морган, Г. Д. Миллер, Р. Эксел проводили свои эксперименты именно на плодовой мушке.

Взрослая муха

Исследования продолжаются и по сей день: считается, что дальнейшее изучение белков, ответственных за восприятие вкуса и запаха насекомыми, поможет разработать препарат, способный сделать сельскохозяйственные культуры невкусными для насекомых – вредителей.

Сложно передать словами удовольствие, которое испытываешь, рассматривая этих мушек в бинокулярный микроскоп с небольшим увеличением. Эти переливающиеся крылышки и загадочные глаза привели когда-то титанов науки к величайшим открытиям. Аромат эфира. Видимо, знаком не одному сотруднику генетической лаборатории, ведь он необходим для усыпления непоседливых мушек, а, следовательно, для нормальной работы.

Итак, не бойтесь взглянуть дрозофиле в глаза, ведь так много тайного сможет нас объяснить эта неприметная мушка.

Список литературы:

1.      Ноздрачев А. Д., Поляков В.П., «Анатомия беспозвоночных животных: пиявка, прудовик, дрозофила, таракан, рак», СпБ, «Лань», 1999 г.

2.      «Советский энциклопедический словарь», М., «Советская энциклопедия», 1984 г.

Крупин Павел

Вернуться к оглавлению

На главную