Vaisinės muselės (Drosophilidae) – D. melanogaster, rūšys ir biologija
Vaisinės muselės (Drosophilidae): D. melanogaster, rūšių įvairovė ir biologija. Sužinokite apie genetiką, gyvenimo trukmę, ekologiją ir laboratorinius tyrimus.
Taksonomija ir įvairovė
Drosophilidae yra įvairi, kosmopolitiška musių šeima, kuriai priklauso vadinamosios vaisinės muselės. Šeimoje aprašyta daugiau kaip 4000 rūšių, priklausančių apie 75 gentims, nors naujos rūšys ir taksonominiai perskirstymai vis dar aptinkami.
Geriausiai žinoma rūšis ir jos reikšmė
Geriausiai žinoma Drosophilidae rūšis yra Drosophila melanogaster. Ši rūšis plačiai naudojama genetikos, vystymosi, fiziologijos ir elgsenos tyrimams. D. melanogaster tapo vienu pagrindinių laboratorinių modelių dėl trumpos kartos trukmės, paprasto auginimo ir gerai žinomų genetinių priemonių (mutacijos, transgenai, linijos).
Istoriniai ir lauko tyrimai
D. melanogaster paprastai tiriama laboratorijoje, tačiau svarbūs evoliuciniai ir populiacijų genetikos darbai buvo atlikti lauke. Geriausiai žinomus Drosophila tyrimus natūralioje aplinkoje atliko Dobzhansky ir jo kolegos su Drosophilapseudoobscura nuo XX a. ketvirtojo dešimtmečio pradžios iki 1970 metų. Šių darbų perspektyvos ir rezultatai buvo perspausdinti ir aptarti (pvz., Lewontin et al. 2003), o teorinės diskusijos su Dobzhansky pasekmėmis tebėra įtakingos (Dobzhansky, 1970).
Morfologija ir atpažinimas
Vaisinės muselės paprastai yra smulkūs vabzdžiai (kelis milimetrus ilgio). Daugelis rūšių turi ryškias raudonas akis, aiškias arba raštuotas sparnų venas ir kūno spalvą nuo geltonai rudos iki tamsiai rudos. Patinėliai dažnai turi specialias struktūras, pvz., seksualinius šepečius ant priekinių kojų ("sex combs"), kurie padeda atskirti lyčius nustatant rūšis.
Gyvenimo ciklas ir biologija
Vaisinės muselės vystosi per keturias pagrindines stadijas: kiaušinis → lerva (3 stadijos arba instarai) → pupos stadija → suaugėlis (imago). Lervos daugiausia minta rauginančios vaisių ar augalinių medžiagų mikrobų (ypač mielių) biomase. Laikotarpai tarp stadijų priklauso nuo temperatūros ir maisto kokybės — aukštesnė temperatūra pagreitina vystymąsi, o žemesnė jį sulėtina.
Vaisinė muselė daugiausia sudaryta iš postmitotinių ląstelių — po išsiritimo imago ląstelių dalijimasis yra ribotas. Jos gyvenimo trukmė gamtoje paprastai yra trumpa; tačiau laboratorijoje ją galima ilginti manipuliuojant mityba, temperatūra ir kai kuriais genais, susijusiais su senėjimu. Kaip ir kitoms rūšims, temperatūra turi įtakos gyvūno gyvenimo istorijai — vaisinės muselės dažnai gyvena ilgiau šaltesnėje aplinkoje, nors per žema temperatūra gali slopinti dauginimąsi.
Elgsena, poravimasis ir ekologija
Vaisinės muselės aktyvios prie fermentuojančio organinio materijos, kur tiek patelės, tiek patinai ieško maisto ir neršti kiaušinius. Patinai atlieka sudėtingus poravimosi ritualus, kuriuose dalyvauja vizualiniai, akustiniai (sparnų vibracijos) ir cheminiukai (feromonai) signalai. Daug rūšių turi specifines maisto ir nerštaviečių preferencijas, todėl net ir glaudžiai giminės rūšys dažnai neužtinka vienodų ekologinių nišų.
Laboratorinis modelis — kodėl svarbu
Drosophila melanogaster tapo kertiniu organizmu molekulinės biologijos ir genetikos tyrimuose. Ji leido atrasti chromosomų paveldėjimo dėsningumus, geno mutantų fenotipus, vystymosi reguliavimo mechanizmus ir daug kitų biologinių procesų. Jos genomą lengva sekti, modifikuoti ir palyginti, o gausios mutantų kolekcijos, transgeninės technologijos bei genomo redagavimas (CRISPR) dar labiau išplėtė panaudojimo galimybes.
Skirtumas nuo panašių grupių
Yra dar viena, nesusijusi musių šeima — Tephritidae. Jai taip pat priklauso rūšys, vadinamos mažosiomis vaisinėmis muselėmis, tačiau jos skiriasi morfologiškai, ekologija ir daugeliu atvejų kelia didesnį ekonominį pavojų, nes daugelis Tephritidae rūšių yra augalų kenkėjai, darančių žalą nesubrendusioms uogoms ir vaisiams.
Pošeimiai
Drosophilidae tradiciškai skirstoma į dvi pagrindines grupes — Drosophilinae ir Steganinae. Šis skirstinys atspindi morfologinius, ekologinius ir filogenetinius skirtumus tarp grupių; tačiau vidinė taksonomija yra dinamiška dėl naujų molekulinių duomenų.
Praktinės pastabos ir apsauga
Nors vaisinės muselės dažnai laikomos nepageidaujamais namų bendrakeleiviais dėl jų susijimo su fermentuojančiais vaisiais, jos taip pat atlieka svarbų vaidmenį ekosistemose kaip skaidytojai ir maisto šaltinis kitoms rūšims. Tyrinėjant jas, svarbu atsižvelgti į rūšių įvairovę ir jų ekologinę reikšmę.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra Drosophilidae šeima?
A: Drosophilidae yra didžiulė, plačiai paplitusi musių šeima, kuriai priklauso ir garsiosios vaisinės muselės. Joje yra daugiau kaip 4000 rūšių, priklausančių 75 gentims.
K: Kokia rūšis yra geriausiai žinoma iš šios šeimos?
A: Geriausiai žinoma Drosophilidae šeimos rūšis yra Drosophila melanogaster.
K: Kaip tiriami šie vabzdžiai?
A: Šios rūšys ir jų giminaičiai dažnai naudojami genetikos, vystymosi, fiziologijos ir elgsenos tyrimams. Jie dažniausiai tiriami laboratorijose, o ne natūralioje aplinkoje.
K: Kas atliko Drosophila pseudoobscura tyrimus natūralioje aplinkoje?
A: Geriausiai žinomus Drosophila pseudocukros natūralioje aplinkoje tyrimus atliko Dobzhansky ir jo kolegos nuo XX a. ketvirtojo dešimtmečio pradžios iki 1970 metų. Perspausdinta ir aptarta Lewontin et al. 2003, o teorinės diskusijos - Dobzhansky, 1970.
Klausimas: Kiek laiko vaisinės muselės ląstelės paprastai dalijasi po išsiritimo?
Atsakymas: Vaisinės musės ląstelės paprastai nesidalija po to, kai išsirita imago (suaugėlis); jos daugiausia sudarytos iš postmitotinių ląstelių.
K: Kas turi įtakos šių gyvūnų gyvenimo istorijai?
A: Temperatūra turi įtakos vaisinių muselių gyvenimo istorijai; šaltu oru jos gyvena ilgiau. Taip pat galima manipuliuoti keliais genais, kad pailgėtų jų gyvenimo trukmė.
K: Kiek yra Drosophilidae pošeimių?
A: Drosophilidae turi dvi pošeimes - Drosophilinae ir Steganinae.
Ieškoti