Drosophila (vaisinės muselės): apibrėžimas, rūšys ir biologija
Drosophila – mažų musių gentis, priklausanti Drosophilidae šeimai, dažnai vadinama vaisinėmis muselėmis. Šiai genčiai priklauso daugiau nei 1 500 rūšių, kurių dydis, išvaizda, elgsena ir buveinės labai skiriasi. Daugelis rūšių yra susijusios su fermentuojančiais ar pūvančiais vaisiais, kur suaugėliai maitinasi ir patalpiną kiaušinius; kitos – specializuotos gyventojos medžių žievėje, grybų audiniuose, kaktusuose ar gėlėse.
Morfologija ir dydis
Drosophila muselės paprastai yra mažos – dažniausiai 2–4 mm ilgio. Bendri bruožai:
- galva su ryškiais, dažnai raudonais ar tamsiais akimis;
- viena pora sparnų ir mažos halterės (vestigialinės užpakalinės sparnų struktūros);
- ant kūno galima aptikti įvairius raštus ir plaukuotumą, kurie padeda atskirti rūšis;
- sparnų venacija ir genitalijų forma yra svarbūs taksonomijoje ir rūšių identifikavime.
Gyvenimo ciklas
Drosophila vystosi per keturias pagrindines stadijas: kiaušinis → lerva (trys instarai) → kukulys (pupa) → suaugėlis. Trukmė priklauso nuo temperatūros ir rūšies; pavyzdžiui, D. melanogaster vystymasis nuo kiaušinėlio iki suaugėlio esant ~25 °C vyksta per maždaug 8–14 dienų. Moterys gali padėti šimtus kiaušinėlių, dažniausiai ant ar šalia fermentuojančių organinių medžiagų, kurioje lervos randa maistą (dažnai mieles ir bakterijas).
Mityba ir ekologinė reikšmė
- mityba: dauguma rūšių minta mielėmis ir mikroorganizmais ant pūvančių vaisių, lapų ar organinių liekanų; suaugėliai taip pat gali gauti maistą iš nektaro;
- ekologinė funkcija: dalyvauja organinių medžiagų skaidyme ir maisto grandinėse, yra grobis daugeliui vabzdžių, paukščių ir vorų;
- kai kurios rūšys veikia kaip biologiniai indikatoriai arba padeda tyrinėti ekosistemų dinamiką.
Rūšių įvairovė ir buveinės
Šioje gentyje yra daug rūšių, kurių ekologinės nišos yra labai įvairios. Daugiausia endeminių ir labai įvairių rūšių randama Havajų salose, kur vyko išskirtinė adaptacinė radijacija – daugybė formų atsirado iš bendro protėvio, prisitaikydamos prie skirtingų maitinimosi šaltinių ir buveinių. Kai kurios Drosophila rūšys yra plačiai paplitusios, kitos – labai siaurai specializuotos.
D. melanogaster ir mokslinių tyrimų reikšmė
Viena iš žinomiausių rūšių yra Drosophila D. melanogaster, plačiai naudojama genetikos ir vystymosi biologijos tyrimuose. Ji tapo modeliniu organizmu dėl kelių priežasčių:
- trumpas gyvavimo ciklas ir greitas dauginimasis (leidžia greitai gauti kelių kartų duomenis);
- didelis palikuonių skaičius (statistinė aprėptis eksperimentams);
- lengva laikyti laboratorijoje ir kryžminti;
- gausybė mutantų fenotipų ir gerai ištirta genomika (visas genomis sekvenuotas);
- pagrindiniai atradimai genetikos srityje – chromosominė paveldimumo teorija, genų lokalizacija, embriogenezės genų funkcijos – buvo atlikti naudojant šią rūšį.
Darbo su D. melanogaster rezultatai turėjo didelį poveikį biologijos mokslo raidai, įskaitant atradimus apie vystymosi reguliavimo genus (homeozomenis), laikrodžio genetiką (pvz., period geną) ir kt.
Elgsena ir poravimasis
Drosophila poravimosi elgsena yra įvairi ir dažnai labai specifinė: vyrai atlieka sudėtingus šokio ir garsinius signalus, kurie lemia poravimosi sėkmę. Genetiniai ir elgesio skirtumai tarp rūšių prisideda prie reprodukcinės izoliacijos ir specijacijos – ypač aiškiai stebimi Havajų rūšių kompleksuose.
Praktiniai aspektai ir kontrolė kaip kenkėjai
- kai kurios Drosophila rūšys gali būti namų ar komercinių vaisių kenkėjai – ypač ten, kur saugomas rudeninis derlius ar fermentuojantys produktai;
- paprasti prevenciniai veiksmai: laikyti vaisius šaldytuve arba sandariuose induose, reguliariai šalinti pūvančias atliekas, laikytis geros higienos maisto ruošimo vietose;
- laboratorijose naudojamos specialios auginimo terpės ir sterilumo procedūros, kad būtų išvengta kryžminės taršos tarp linijų.
Santrauka
Drosophila – tai plačiai paplitusi, morfologiškai ir ekologškai įvairi musių gentis, kurios rūšys atlieka svarbų vaidmenį tiek ekosistemose, tiek moksle. Nuo paprastų namų „vaisinių muselių“ iki pagrindinio genetikos modelio D. melanogaster, šios muselės suteikė ir tebeįkvepia daugybę biologinių atradimų.
Kiaušiniai
Lervos
Lėliukės (rudieji pavyzdžiai yra senesni už baltuosius)
Suaugusi Drosophila melanogaster
Gyvenimo ciklas
Drosophila rūšių aptinkama visame pasaulyje, o tropiniuose regionuose jų yra daugiau. Drozofilos atkeliavo į Havajų salas ir išsirutuliojo į daugiau kaip 800 rūšių. Jų galima rasti dykumose, atogrąžų miškuose, miestuose, pelkėse ir alpinėse zonose. Kai kurios šiaurinės rūšys miega žiemos miegu. Dauguma rūšių dauginasi įvairiose pūvančiose augalų ir grybų medžiagose, įskaitant vaisius, žievę, gleivių srautus, žiedus ir grybus. Bent vienos rūšies, D. suzukii, lervos taip pat gali maitintis šviežiais vaisiais ir kartais būti kenkėjais.
Kurtuazinis elgesys
Toliau šiame skyriuje aptariamos šios Drosophila rūšys: Drosophila simulans ir Drosophila melanogaster.
Drosophila melanogaster poravimosi elgsena taip pat buvo vertinama dėl su lytimi susijusių genų, kurie yra susiję su poravimosi elgsena tiek patinų, tiek patelių. Naujausiais eksperimentais tiriamas su lytiniu elgesiu susijusių genų grupės fruitless (fru) ir doublesex (dsx) vaidmuo.
Reprodukcija
Šios genties patinai turi ilgiausias spermatozoidų ląsteles iš visų Žemėje esančių organizmų. Vienos rūšies, Drosophila bifurca, spermatozoidai yra 58 mm ilgio. Ląstelės dažniausiai yra uodegos formos ir patelėms pristatomos susipynusiomis ritėmis. Tos Drosophila rūšys, kurių spermatozoidai labai ilgi, gamina palyginti nedaug spermatozoidų. D. melanogaster spermatozoidų ląstelės yra kuklesnės - 1,8 mm ilgio, nors tai vis tiek yra maždaug 300 kartų ilgesnės už žmogaus spermatozoidą.
Yra žinoma, kad kelios D. melanogaster grupės rūšys poruojasi trauminio apvaisinimo būdu, kai patinas varpa praduria patelės pilvą ir per žaizdą į jos pilvo ertmę (hemokoelį) įšvirkščia savo spermą.
Drozofilų dauginimosi galimybės labai skiriasi. Tokių, kaip D. melanogaster, kurios dauginasi dideliuose, negausiuose ištekliuose, kiaušinėliuose vienu metu subręsta 10-20 kiaušinėlių, kuriuos galima dėti kartu vienoje vietoje. Kitos, kurios dauginasi įprastose, bet mažiau maistingose vietose (pvz., lapuose), gali dėti tik po vieną kiaušinį per dieną.
Kiaušinėliai turi vieną ar daugiau kvėpavimo siūlelių prie priekinio galo; jų galai iškyla virš paviršiaus ir leidžia deguoniui patekti į embrioną. Lervos maitinasi ne augalinėmis medžiagomis, o mielėmis ir mikroorganizmais, esančiais ant pūvančio lapų ar vaisių paviršiaus. Įvairių rūšių lervų vystymosi trukmė labai skiriasi (nuo septynių iki daugiau kaip 60 dienų) ir priklauso nuo tokių veiksnių, kaip temperatūra, veisimosi substratas ir susitelkimas.
Giminingos gentys ir rūšys
Drosophila turi daug artimų giminaičių, o kai kurie iš jų iš tikrųjų gali priklausyti jos genčiai.
- Lordiphosa - tai gentis, labai panaši į Drosophila.
- Scaptomyza - tai gentis, kuri Havajų salose tikriausiai išsivystė iš Drosophila.
Tai tik pavyzdžiai. "Havajų Drosophilidae yra monofiliniai".
Susiję puslapiai
- D. melanogaster
- D. pseudoobscura
- D. persimilis
- D. subobscura
- D. simulans
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra Drosophila?
A: Drosophila - tai mažų musių gentis, dažnai vadinama vaisinėmis, acto ar vyno musėmis, priklausanti Drosophilidae šeimai.
K: Kur gyvena daugelis Drosophila rūšių?
A: Daugelis Drosophila rūšių veisiasi prie pernokusių ar pūvančių vaisių.
K: Kaip skirstoma Drosophila gentis?
A: Drosophila gentis skirstoma į porūšius.
K: Kuo maitinasi suaugusios Drosophila?
A: Suaugę Drosophila gali maitintis nektaru.
K: Kur drozofilos deda kiaušinėlius?
A: Drozofilos gali dėti kiaušinėlius ant pūvančių vaisių arba šalia jų.
K: Ar visos Drosophila rūšys pasižymi tomis pačiomis detalėmis?
Atsakymas: Ne, įvairios drozofilų rūšys labai skiriasi.
K: Kiek rūšių yra Drosophila genties gyvūnų?
A: Drosophila gentyje yra daug rūšių.
