Hogyan válaszol az alázatos gyümölcslégy az élet nagy kérdéseire

Ez az apró rovar, amelyet a legtöbben félreteszünk a gyümölcstálból, a modern tudomány egyik legnagyobb felfedezéséért felelős

„Az idő úgy nyílik, mint egy nyíl; gyümölcs repül, mint egy banán. ”

Ez egy nyelvészek által szeretett kifejezés, amely megmutatja, hogyan lehet egy mondatot többféleképpen elolvasni. Igazat tart a közönséges gyümölcslégyről, a Drosophila melanogasterről is, amelyet a tudósok több mint 100 éve tanulmányoztak.

A gyümölcslégy nagyon szereti a banánt. Ők azok a legyek, amelyeket a gyümölcstálunkon talál, amikor a dolgok rohadni kezdenek - emlékeztetőül arra, hogy a "napi öt" nem sikerült olyan jól.

De remek mechanizmusok az idő vagy pontosabban az idő hatásainak tanulmányozására is, mivel a gyümölcslegyek életciklusa olyan gyors, hogy a tudósok generációkon át tanulmányozhatják őket, amelyek szinte lehetetlenek lennének az embernél.

Olcsón tenyészthetőek és rendkívül gyorsan szaporodnak. Szobahőmérsékleten egy nőstény naponta 30-50 petesejtet tehet egész életében, rövid szaporodási ciklusuk van, általában körülbelül 8-14 nap, és csak 3-4 hét alatt válhatnak nagyszülőkké.

3 milliméteres nagyságrendű populációk bármikor a laboratóriumban tarthatók, és egyszerű szénhidrát- és fehérje-étrenddel, általában kukoricadarával és élesztő kivonattal táplálkozhatnak.

Ez a lény, akit a legtöbben félretettünk, a modern tudomány egyik legnagyobb felfedezéséért volt felelős.

1933-ban Thomas Hunt Morgan Nobel-díjat kapott azért, hogy tanulmányozza, hogyan örökölte Drosophila egy genetikai mutációt, ami azt jelentette, hogy inkább fehér, mint vörös szemük van. Kutatásai ahhoz az elmélethez vezettek, hogy a DNS által előállított gének kromoszómákon hordozódtak, amelyek generációkon át terjedtek át. A megállapítás megalapozta a genetikai öröklődés és a modern genetika tanulmányozását.

Azóta a Drosophila-n végzett kutatás öt Nobel-díjashoz vezetett 1946-ban, 1995-ben és 2011-ben. A fejlődéssel, magatartásunkkal, öregedésünkkel és evolúciónkkal kapcsolatos jelenlegi gondolkodásmód a gyümölcslégy kutatás alapjaira épül. Minél többet tanulmányozzuk őket, annál hasonlóbbnak találjuk magunkat: az emberi betegség génjeinek 75% -a felismerhető egyezést mutat a közös gyümölcslégyben.

A Drosophila négy kromoszómapárral és körülbelül 14 000 génnel rendelkezik. Hasonlítsd össze ezt az emberekkel, akiknek becsült értéke 22 500, és az élesztővel, amelynek körülbelül 5800 génje van, és mi sokkal hasonlóbbak vagyunk, mint várnád.

Ez a viszonylagos genetikai közelség azt jelenti, hogy a Drosophila-val végzett kísérletek hatékonyan eredményeznek embereket és tudósokat. Megitatjuk őket az alkoholfüggőség tanulmányozása érdekében, tanulmányozzuk az alvást és a kávé hatását, és megtudtuk, hogy az idősebb legyek kevesebbet alszanak. Az első „jet lag gének” a legyekben voltak, és ma már tudjuk, hogy nekünk is vannak ilyenek.

Tudósok ezrei használják a Drosophilát mint modellorganizmust az egész világon, még azon kívül is. Gyümölcslegyek voltak az első állatok, amelyeket az űrbe dobtak, és a Nemzetközi Űrállomáson állandó Fruit Fly Lab működik. Ezt olyan kérdések tanulmányozására használják, mint például hogy az űrhajósok miért vannak hajlamosabbak a betegségekre, ha az űrben vannak.

Miért akkor, ha genetikailag közel vagyunk, különbözünk annyiban a gyümölcslégytől vagy akár az élesztőtől? Dr. Peter Lawrence, A légy készítése című könyv szerzője ezt az "élet harmadik titkaként" írja le.

A BBC Radio 4 Természettörténetek című sorozatának adott interjújában elmondta, hogy az első titok Charles Darwin evolúcióelmélete, amely „az összes növény és állat, minden genezisét a semmiből hajtja”.

"A második a DNS felfedezése, mert anélkül, hogy megértenénk, hogy az információ ebben a molekulában van kódolva és tárolva, akkor nem nagyon értenénk az élet mögött rejlő mechanizmushoz" - mondta.

A harmadik titok olyan kérdés, amelyet Dr. Lawrence lát a legnagyobb problémának, amelyet a jövő biológusainak kell megoldaniuk.

„Olyan minden nap, hogy nem gondolunk rá. Mi a különbség az orrszarvú és a víziló között? ő mondta.

„Ha megnézzük a géneket, az nem sok. Szóval, mi teszi a mintát és a méretet, és így tovább? Hol van megadva az orra hossza, és milyen információk vannak jelen, amikor Ön fejleszt, rögzíti azt egy adott hosszúságon? Mitől hasonlítanak a gyerekek a szüleikre, mi az arc formájára? Valójában nem tudjuk.

„Ez számomra a biológia legnagyobb megoldatlan problémája, és ezt hívom„ az élet harmadik titkának ”. Mindennap látja, de olyan nagy, hogy nem nyilvánvaló, hogyan lehet hozzá közelíteni. "

„Vektoros információk nélkül nem lehet állatot építeni, ezért tudnunk kell, hogy hol van egy sejt, mi az és hol mutat. Képzeljen el egy építész terveit észak vagy déli tájolás nélkül, nem tudná, melyik irányba tegye az épületet. "

Ez egy olyan téma, amelyet a tudósok megpróbáltak lebontani. A nagyobb szárnyú legyeket tanulmányozták, hogy megpróbálják elkülöníteni a méret növekedéséért felelős géneket. A tudósok összehasonlították az evolúciós szempontból szorosan kapcsolódó fajokat, és megpróbálták megvizsgálni azokat a különbségeket, amelyek morfológiájukban eltérésekhez vezetnek.

De Dr. Lawrence szerint ezek a tanulmányok értékesek a rejtvény darabjaiban, de még hosszú út áll előttünk, mielőtt megválaszolnánk a nagy kérdést, és a tudományos kutatás nagyobb hangsúlyára kell fordítanunk.

„Ha a tudomány egész kozmoszát nézzük, akkor egy nagy sötét területet, teret látunk, és ha jobban szemügyre vesszük, akkor itt-ott sok szoba van tele fénnyel, és mindegyikben vannak olyan emberek, akik hódolnak és vitatkoznak és megbeszélnek egymással, de nem néznek ki az ablakon, és nem látják, hogy vajon mi lehet ott.

Bármi legyen is a válasz, mondja Dr. Lawrence, nagy az esély arra, hogy a Drosophila tanulmányozásával megtalálják őket.

Legyen Ön az első, aki értesül a BBC Earth új cikkeiről és a vadon élő állatokkal kapcsolatos programokról, itt iratkozzon fel a BBC új, személyre szabott e-mailes hírlevelére. Te is követheted BBC Earth a Twitteren és az Instagramon, és kedvelj minket a Facebookon.