В теплое время года, в квартиры и дома проникают различного рода насекомые. В том числе и мухи. На первый взгляд может показаться, что от них нет никакой пользы, только вред. На самом деле это не совсем так. Ученые постоянно изучают вредителей, в результате разрабатывают новые технологии в различных сферах длительности. В статье поговорим о хромосомах таких мух, как дрозофила.
Что представляет собою дрозофилы?
Это небольшое насекомое часто называемые плодовой мушкой. Вредитель имеет черно-желтое тело, длиною около 2,5 мм. На голове размещены фасеточные глаза красного цвета. Отличительной чертой самки и самца является размер. Первые значительно больше последних.
Визуально определить половую принадлежность можно если посмотреть на особь через лупу. У самцов конец брюшка черный. При этом щетинки, расположенные рядом с анусом – заостренные. Таким образом они защищают гениталии насекомого.
Важно: в мире насчитывается 1500 видов плодовой мошки, поэтому внешний вид может немного отличаться.
Жизненный цикл
Дрозофила проходит 3 этапа развития:
- личинка;
- куколка;
- взрослая особь.
За свою жизнь дрозофила откладывает 300-400 яиц. Все зависит от продолжительности жизни.
После кладки яиц через сутки на свет появляются личинки. При этом температура воздуха должна равняться +25 °C, иначе период онтогенеза (от яйца до взрослой особи) увеличится в 2 раза. Пол насекомого зависит от хромосом, также, как и у человека.
В состоянии личинки насекомое находится 6 суток. За это время она линяет 2 раза, через:
- сутки;
- двое суток.
На 7 сутки начинается процесс окукливания. Данный этап развития продолжается 6-7 дней. На 7-8 сутки появляется молодая особь вредителя, которая готова к спариванию через 14 часов.
Важно: самка способна сохранить сперму самца на протяжении всей своей жизни.
Геном мушки плодовой
Геном плодовой мушки содержит 4 пары хромосом:
- 3 аутосомы (2, 3, 4);
- 1 пара X/Y.
Первая, вторая и третья хромосомы – метацентрические. Что касается четвертой хромосомы, то она мелкая, точковидная.
Ученые проводили ряд исследований и доказали, что в состав генома дрозофилы входит 132 миллиона пар оснований и состоит из 14 тыс. генов.
Совокупность признаков полного набора хромосом, которая может быть только у клеток биологического типа (Кариотип) равна 8 хромосомам (2m).
Важно: подобным геномом обладает не только плодовая мушка, но и многие другие двукрылые насекомые.
Сходство плодовой мушки с человеком
Мало кто знает, но 60,99% существующих заболеваний, замеченных у человека, имеют похожее соответствие в генетическом коде обычной плодовой мушки-дрозофилы. При этом 49,79% белковых последовательностей встречаются у млекопитающих.
Благодаря такой схожести, ученые используют дрозофил для генетического моделирования и изучения механизмов серьезных заболеваний, таких как:
- рак;
- диабет;
- болезнь Паркинсона;
- наркотическая зависимость;
- болезнь Альцгеймера.
Важно: благодаря подобным наблюдениям и опытам, ученые разрабатывают способы борьбы с недугами.
Определение пола вредителя
Несмотря на некоторое сходство генетического кода, у мушек имеются и отличия от человека. Половая принадлежность у насекомого определяется отношением числа X-хромосом к числу гаплоидных наборов парных хромосом. У людей половая принадлежность определяется через Y-хромосому.
Для удобства рассмотрим таблицу.
X-хромосомы | Гаплоидные наборы аутосом | Соотношение хромосом (из первых двух столбцов) | Половая принадлежность |
1 | 2 | 0,5 | Женская (normal) |
1 | 3 | 0,(3) | Мужская (super) |
2 | 2 | 1 | Женская (normal) |
2 | 3 | 0,(6) | С двумя полами |
3 | 2 | 1,5 | Женская (super) |
3 | 3 | 1 | Женская |
4 | 4 | 1 | Женская |
Из таблицы видно, что самец получается если соотношение хромосом и аутосом равняется 0,5 или 0,(3).
Что касается главного гена, определяющего половую принадлежность, то это – sex-lethal. Отличительная черта у пола заключается в альтернативном сплайсинге данного гена.
Поведенческая генетика
Молекулярный биолог Сеймур Бензер и его коллега Рон Конопка в 70-х годах прошлого столетия опубликовали совместную работу «Часы мутантов дрозофил». В своем труде ученые описали мутацию в первые часы жизни, которая влияла на поведение насекомого.
В отличие от животных, ритм жизни дрозофил сильно отличался. Они могли активно двигаться или отдыхать в любой интервал времени. Исследования проводились на протяжении 28 лет. За столь продолжительный период биологи доказали, что мутация затрагивает гены, отвечающие за молекулярные и биохимические часы. «Часовые» клетки, влияющие на активность вредителя, расположены в центральном мозге насекомого.
Изучение хромосом и ген: итог
На первый взгляд может показаться, что изучение хромосомных пар и ген насекомого бессмысленно. На самом деле это не так. Благодаря полученным данным, ученые разрабатывают лекарственные препараты, а также узнают, как влияют на организм те или иные факторы. Исследования продолжаются и по сей день.