Kas ir Drosophila — augļu mušu ģints: sugas, biotopi un D. melanogaster
Drosophila — uzzini par augļu mušām: sugas, biotopi, izplatību un D. melanogaster lomu ģenētikas un attīstības bioloģijas pētījumos.
Drosophila ir mazu mušu ģints, kas pieder Drosophilidae dzimtai, kuras pārstāvjus bieži dēvē par "augļu mušām".
Šajā ģintī ir daudz sugu. Dažas dod priekšroku vietām, kur ir pūstoši augļi. Pieaugušie var baroties ar nektāru un dēt olas uz bojājošiem augļiem vai to tuvumā. Sīkāka informācija dažādās sugās ir ļoti atšķirīga. Visvairāk sugu ir Havaju salās.
Viena no Drosophila sugām, D. melanogaster, ir plaši izmantota ģenētikas pētījumos un ir izplatīts attīstības bioloģijas modeļa organisms. Šajā ģintī ir vairāk nekā 1500 sugu, un tai ir daudzveidīgs izskats, uzvedība un vairošanās biotopi.
Taksonomija un sugu daudzveidība
Drosophila ģintī ietilpst vairāk nekā 1 500 aprakstītu sugu, un tiek pētītas vēl daudzas neaprakstītas. Daudzas sugas ir endēmiskas noteiktām teritorijām — īpaši izteikta sugu radiācija redzama Havaju salās, kur attīstījušās daudzas specializētas formas. Sistēmiskie pētījumi izmanto morfoloģiju, molekulāros datus un uzvedības pazīmes, lai rekonstruētu sugu attiecības.
Izskats un dzīves cikls
Drosophila mušas parasti ir ļoti mazas (apmēram 1,5–4 mm garas), ar izteiktām acīm (dažām sugām sarkanas vai tumšas acis), spārniem un raksturīgu ķermeņa pigmentāciju, kas suga atšķir. Tomēr izskats var būt ļoti dažāds starp sugām.
Tipisks dzīves cikls ietver vairākas stadijas:
- Olas — dētas uz fermentējošiem substrātiem (augļiem, sēnēm, fermentējošām vielām).
- Kodolekļa stadija (3 lārvas stadijas) — lārvas barojas galvenokārt ar raugiem un citiem mikroorganismiem, kas attīstās bojājošos organiskajos materiālos.
- Pupa — pārveidošanās iekšpusē bez barošanās.
- Pieaugušais — spēj lidot, vairoties un izplatīt sugu. Pie labvēlīgiem apstākļiem no olas līdz pieaugušajam attīstība var noritēt ļoti ātri (piemēram, apmēram 10 dienas pie ~25 °C D. melanogaster).
Biotopi un izplatība
Drosophila sugas apdzīvo ļoti dažādus biotopus: mežus, pļavas, dārzus, lauksaimniecības teritorijas un cilvēku apdzīvotas vietas. Lielākā daļa sugu ir saistītas ar fermentējošiem substrātiem — pūstošiem augļiem, ziediem, sēnēm vai citām organiskām vielām, kur attīstās raugi un baktērijas, kuras lārvas izmanto par barību. Dažas sugas ir specializējušās uz konkrētiem barības avotiem vai mikrohabitatēm.
Loma ekosistēmā un attiecības ar cilvēku
Drosophila mušas spēlē svarīgu lomu organisko vielu sadalīšanā un mikrobiālo kopienu pārnēsēšanā. Tās kalpo arī kā barība citiem bezmugurkaulniekiem un putniem. Mājas un dārzu apstākļos daudzas especies var būt kaitinošas, jo piesaista augļus un dārzeņus, tomēr par nopietniem lauksaimniecības kaitēkļiem biežāk tiek uzskatītas citas "augļu mušas" — piemēram, Tephritidae dzimtas sugas.
D. melanogaster kā modelorganisms
D. melanogaster ir viens no svarīgākajiem bioloģijas modeļiem. To izmanto ģenētikas, attīstības bioloģijas, neirobioloģijas, evolūcijas un uzvedības pētījumos. Galvenie iemesli ir īss dzīves cikls, liela vairošanās spēja, viegla audzēšana laboratoriskos apstākļos (piemēram, uz kukurūzas mīklas/agar barības) un pieejamība molekulāro instrumentu un ģenētisko līniju formā. D. melanogaster genoms tika sekvencēts, un eksistē daudzas ģenētiskas metodes (mutācijas, transgēnu līnijas, GAL4-UAS sistēma u.c.), kas ļauj manipulēt gēnu darbību un izpētīt bioloģiskos procesus.
Pētījumu metodes un audzēšana
Labos apstākļos drosophilas audzē uz īpašām barībām, kas satur ogļhidrātus, proteīnus (piemēram, raugu) un konservantus, lai novērstu sēņu pārāk lielu augšanu. Laboratoriskie pētījumi izmanto mikroskopiju, molekulāros rīkus, uzvedības testus un ģenētisku selekciju, lai izprastu attīstības, ģenētikas un evolūcijas mehānismus.
Interesanti fakti
- Havaju salu Drosophila sugu daudzveidība ir piemērs ātrai sugu radiācijai uz izolētas salas sistēmas.
- Drosophila lārvas barojas galvenokārt ar mikrobialiem kopienu produktiem (raugi, baktērijas), nevis tieši ar augļu audu šūnām.
- Termins "augļu muša" latviešu valodā reizēm aptver arī citas dzimtas, tāpēc zinātniskā nomenklatūra (ģints un suga) palīdz precizēt, par kuru grupu runā.
Ja vēlaties, varu papildināt rakstu ar sīkāku informāciju par konkrētām sugām, Havaju endēmiķiem vai laboratoriskās audzēšanas praktiskajiem padomiem.
Olas
Lerva
Kukaunītes (brūnie eksemplāri ir vecāki par baltajiem)
Pieaugusi Drosophila melanogaster
Dzīves cikls
Drosophila sugas ir sastopamas visā pasaulē, bet vairāk sugu ir tropu reģionos. Drozofilas nonāca Havaju salās, kur izveidojās vairāk nekā 800 sugu. Tās sastopamas tuksnešos, tropu lietus mežos, pilsētās, purvos un kalnu zonās. Dažas ziemeļu sugas pārziemo. Lielākā daļa sugu vairojas dažāda veida pūstošos augu un sēņu materiālos, tostarp augļos, mizā, gļotu plūsmās, ziedos un sēnēs. Vismaz vienas sugas, D. suzukii, kāpuri var baroties arī svaigos augļos un dažkārt var būt kaitēkļi.
Uzvedība aizraušanās laikā
Turpmākā sadaļa ir balstīta uz šādām Drosophila sugām: Drosophila simulans un Drosophila melanogaster.
Drosophila melanogaster uzvedība uz randiņiem tika novērtēta arī attiecībā uz ar dzimumu saistītiem gēniem, kas ir saistīti ar uzvedību uz randiņiem gan tēviņiem, gan mātītēm. Nesen veiktajos eksperimentos pētīta ar dzimumuzvedību saistīto gēnu grupas "fruitless" (fru) un "doublesex" (dsx) loma.
Reprodukcija
Šīs ģints tēviņiem ir visgarākās spermatozoīdu šūnas no visiem organismiem uz Zemes. Vienai no Drosophila bifurca sugām spermatozoīdi ir 58 mm gari. Šūnas lielākoties ir astes formā, un mātītēm tās tiek nogādātas sapinušos saišķos. Drosophila sugām ar ļoti gariem spermatozoīdiem ir salīdzinoši maz spermatozoīdu. D. melanogaster spermatozoīdu šūnas ir pieticīgākas - 1,8 mm garas, lai gan tas joprojām ir aptuveni 300 reižu garāks par cilvēka spermatozoīdu.
Ir zināms, ka vairākas D. melanogaster sugu grupas sugas pārojas, izmantojot traumatisko apaugļošanu, kad tēviņš ar savu dzimumlocekli caururbj mātītes vēderu un caur brūci ievada spermu viņas vēdera dobumā (hemocoel).
Drozofilām ir ļoti atšķirīgas reproduktīvās spējas. Tām, piemēram, D. melanogaster, kas vairojas lielos, trūcīgos resursos, olnīcās vienlaicīgi nobriest 10-20 olu, kuras var dēt kopā vienā vietā. Citas, kas vairojas parastās, bet mazāk barojošās vietās (piemēram, lapās), katru dienu var dēt tikai vienu olu.
Olu priekšgalā ir viens vai vairāki elpošanas pavedieni; to gali izplešas virs virsmas un nodrošina skābekļa piekļuvi embrijam. Lervas barojas nevis ar augu izcelsmes vielām, bet ar raugu un mikroorganismiem, kas atrodas uz lapu vai augļu pūstošās virsmas. Attīstības laiks dažādās sugās ir ļoti atšķirīgs (no septiņām līdz vairāk nekā 60 dienām) un atkarīgs no tādiem faktoriem kā temperatūra, vairošanās substrāts un pārblīvētība.
Saistītās ģintis un sugas
Drozofilai ir vairāki tuvi radinieki, un daži no tiem faktiski var būt tās ģints pārstāvji.
- Lordiphosa ir ģints, kas ir ļoti līdzīga Drosophila.
- Scaptomyza ir ģints, kas, iespējams, Havaju salās ir attīstījusies no Drosophila.
Tie ir tikai piemēri. "Havaju Drosophilidae ir monofiliski".
Saistītās lapas
- D. melanogaster
- D. pseudoobscura
- D. persimilis
- D. subobscura
- D. simulans
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Drosophila?
A: Drosophila ir mazu mušu ģints, ko bieži dēvē par augļu mušām, etiķa mušām vai vīna mušām un kas pieder Drosophilidae dzimtai.
J: Kur uzturas daudzas Drosophila sugas?
A: Daudzas Drosophila sugas uzturas ap pārgatavojušiem vai pūstošiem augļiem.
J: Kā iedalīta Drosophila ģints?
A: Drosophila ģints ir sadalīta apakšģimenēs.
J: Ar ko barojas Drosophila pieaugušie īpatņi?
A: Drosophila pieaugušie īpatņi var baroties ar nektāru.
J: Kur Drosophila dēj olas?
A: Drozofilas var dēt olas uz bojājošiem augļiem vai to tuvumā.
Vai visām drosofilu sugām ir vienādas detaļas?
A: Nē, drozofilām ir ļoti atšķirīgas detaļas.
J: Cik sugu ir Drosophila ģintī?
A: Drosophila ģintī ir daudz sugu.
Meklēt