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科普天地

专挑处女果蝇?实验人员:为了科研!

2020年09月27日 浏览量: 评论(0) 来源:新浪科技综合 作者: 责任编辑:yjcadmin
摘要:提到果蝇,很多人立马想到烂水果旁边那堆烦人的小蝇子,轰都轰不走,然后掏出手机搜索:“怎么消灭家里的果蝇?”

文章来源:果壳

提到果蝇,很多人立马想到烂水果旁边那堆烦人的小蝇子,轰都轰不走,然后掏出手机搜索:“怎么消灭家里的果蝇?”

生活中的果蝇太烦人了| Cartoon Hangover

其实,果蝇并非一直都是这副令人厌恶的面孔。作为现代遗传学之父摩尔根一手提拔的遗传学大将,果蝇至今都在为全世界的科研立下汗马功劳。

一只小小的果蝇,为何能发挥如此大的作用?

果蝇的优势:

快、小、便宜……

人人喊打的果蝇之所以会成为实验室宠儿,原因就在于其强大的遗传学优势。比如,果蝇有明显的突变表型,光是眼睛的颜色和形状就分为了红眼、白眼、心形眼等等(连眼睛都是爱你的形状,有什么理由不研究果蝇呢);而且,果蝇的染色体数目较少,被人类研究得最彻底的黑腹果蝇只有四对染色体,其中有一对还非常小,经常被忽略不计,这就使得基因的定位与杂交都变得简单许多……

从左至右依次为:红色圆眼雄蝇、红色棒状眼雄蝇、红色棒状眼雌蝇、红色心形眼雌蝇、白色棒状眼雄蝇 | 参考文献[1]

最重要的是,与广为人知的实验小鼠相比,果蝇繁殖更加迅速,特别能生,十只果蝇在十几天后变成几百只果蝇完全不是梦想。除了繁殖快,果蝇还都很小,不占地方,而且都很便宜……仿佛是为人类的科研事业而生。

做果蝇杂交,专挑处女蝇

尽管拥有诸多优点,但在研究人员眼中,果蝇依然是个“矫情”至极的生物——在进行遗传学正式杂交的时候,雄蝇必须而且只能和处女蝇杂交。

这是因为雌果蝇比较特别,身上有一个储精囊(seminal receptacle)。当交配之后,雌果蝇会将雄果蝇的精子储存在储精囊中。即使之后它不再与任何雄果蝇交配,这只雌果蝇也能源源不断地生出它和“前任”的宝宝们。

而雄果蝇不一样,“万花丛中过,片叶不沾身”,即使与多个雌果蝇交配,也不会想着存个卵细胞留作纪念(当然,留了也没用,又不能生孩子)。

上图为雌果蝇,下图为雄果蝇。

雌果蝇通常稍比雄果蝇大,雌果蝇腹部尾端为尖端;

雄果蝇腹部尾端为圆形且腹部稍向内卷,外生殖器比雌果蝇更大更复杂,且颜色更深,成年雄果蝇腹部背侧的后段完全为黑色。

储精囊对于雌果蝇来说是一个好东西,有备无患,而且可以实现生育自由,什么时候想生育全都自己说了算。但是,对于实验人员来说,这就有点头疼了,因为如果用交配过的雌果蝇与相应基因型的雄果蝇杂交,就无法确切地知道子代果蝇究竟是这只雌果蝇和“现任”生的,还是和“前任”剩下的精子产生的。倘若无法确认子代果蝇的基因型,那科研努力可能也就白费了。

为了避免这样的情况,在做果蝇杂交实验时,就只能选用从未交配过的处女蝇。挑选相应基因型的处女蝇与相应基因型的雄果蝇杂交,子一代果蝇一定是“现任”雄果蝇的后代,基因型也能百分百确认了。

交配中的果蝇

如何辨别一只果蝇是不是处?

首先,我们要知道,果蝇是完全变态的(不是你想的那种变态),它的生长周期分为卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段。在幼虫阶段,果蝇还是只会在玉米糊糊食物里翻江倒海的乖宝宝,跟交配谈不上半点关系。而且,幼虫阶段的状态也不配叫“蝇”。所以,处女蝇指的是从蛹里羽化成虫后的状态。

新羽化的果蝇都特别好看,晶莹剔透的。此外,它们还被特殊对待,处女蝇的标志都是在雌性标志的基础上加两个 “小揪揪”。而随着时间的推移,由于色素沉着,果蝇也会逐渐变黑。

刚羽化的果蝇翅膀还没有展开,整齐折叠在两侧,呈蓝灰色。在2小时内,翅膀会逐渐展开,并与身体保持微小的角度。而在果蝇腹部的左侧,我们可以看见一个小黑斑,这个小黑斑就是处女蝇的标志——准确点说,这也可以作为处男蝇的标志。

左上为羽化30分钟内的处女蝇,标志上加了两个 “小揪揪”;

右上为羽化2小时内的处女蝇,箭头指示黑斑

下图为羽化2小时内的处男蝇,箭头分别指示黑斑及尾部的色素沉着。

其实,黑斑也不是什么神秘的东西,只是一坨尚未排泄的胎粪。尽管黑斑的颜色会逐渐减弱,但仍可维持大概5小时。由于处于这一阶段的果蝇不会互相发生交配(雌性一般在羽化之后的8~10小时性成熟),所以黑斑就作为了鉴别处女蝇的一个标志。

但!是!

我们无法排除个别饥渴难耐的雄果蝇非要和刚羽化不久的雌果蝇交配。还记得高中生物课上摩尔根那只非常虚弱的白眼雄果蝇(兄弟姐妹的眼睛都是红色的)吗?临死前都要“抖擞精神”完成交配,留下自己的突变基因。此外,还有研究发现雄果蝇还会优先选择更年轻的雌果蝇。

因此,在专挑处女蝇之前,实验人员都会先将果蝇管内的成虫倒空,那么在室温环境下,管子里5小时内羽化出来的果蝇就一定是处。得到了处女蝇,研究人员就不会受到雌果蝇储精囊的困扰,可以专心搞自己的科研。

在过去颁发的诺奖里,有5个都颁给了果蝇相关的研究……果蝇确实是科学家的好伙伴,而至于我们,可以参考下列方法除掉果蝇。

瓶子里放一些果醋,或者香蕉切片;

  纸折成漏斗,塞在瓶子口。

原理:醋或放久的水果会吸引果蝇,因为它们的味道意味着水果已经成熟,此时含糖量较高,更有利于果蝇幼虫的生长。但是,果蝇进去之后不知道如何原路飞出……于是就困在瓶子里。


  | lilluna

  作者:子墨先森

  编辑:Cloud、游识猷

  一个AI 

  什么处不处的,

  看完还是只记住了“抖擞精神”。


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