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全球熱文:家里經(jīng)常出現(xiàn)的這種小飛蟲竟然是諾貝爾獎制造機

時間:2023-04-18 11:56:25    來源:科普中國網(wǎng)    

家里如果有水果放置時間長了,就會有一種小小的飛蟲出現(xiàn)在壞果周圍,趕走后一會又聚集。還有我們的垃圾筐周圍也會有這種小東西。


(資料圖片僅供參考)

我家住得樓層比較高,(在32層)預計怎么也超過60米高度了。我在想這種小蟲是如何飛到這么高的地方呢?以他們微小的體型,一陣大風來就可以吹到十萬八千里以外了。今天我們就來聊聊家里經(jīng)常出現(xiàn)的這種小飛蟲和它們的能耐!

首先來揭秘這種昆蟲的真實身份,這種生物可能是除了人類我們自己以外,科學家研究最多的生物之一了。

果蠅

果蠅屬于小型蠅類,體長1.5-4毫米間。蟲體以黃褐色者居多,也有些是黑色的。頭部有一對大而多呈鮮紅色的復眼,兩復眼內(nèi)側有三對眼緣剛毛,復眼間的后頭中央微微隆起,形成一個單眼三角區(qū),三個單眼的前下方生有一對單眼剛毛。

果蠅和蒼蠅的體型對比

果蠅是果蠅科果蠅屬昆蟲。約1,000種。關于果蠅的遺傳資料研究收集得比任何其他動物都多。用果蠅的染色體,尤其是成熟幼蟲唾腺中最大的染色體,研究遺傳特性和基因作用是遺傳學中最廣泛采用的。尤其是黃果蠅,其生活史短,成蟲果蠅自羽化后8小時可交配,2天后即可產(chǎn)卵,成蟲果蠅在25℃下一般存活37天。一年時間即可繁衍出十幾代。

另外果蠅只有四對染色體,3對常染色體和1對性染色體,一萬多個基因。相對于人的23對染色體,兩萬多個基因更便于分析。況且研究發(fā)現(xiàn),人類有61%的基因能夠在果蠅當中找到對應的同源基因。

果蠅唾腺染色體標本

果蠅分為白眼和紅眼,白眼屬于基因突變的結果,是位于X染色體的隱性遺傳。果蠅被廣泛用作遺傳和演化的室內(nèi)外研究材料,有關果蠅的遺傳資料比其它動物都多。果蠅的染色體,尤其是成熟幼蟲唾腺中最大的染色體,是研究遺傳特性和基因作用的基礎。20世紀以來,果蠅遺傳學在各個層次的研究中積累了十分豐富的資料,為進一步闡明基因、神經(jīng)(腦)、行為之間關系的研究提供了理想的動物模型,其在遺傳學研究中發(fā)揮著巨大而不可替代的作用。

“迷你的嗜酒者”

古希臘人稱果蠅為“嗜酒者”,因為當時它們發(fā)現(xiàn)釀酒廠的酒發(fā)酵池會招引來很多果蠅,以為它們是喜歡喝酒。其實果蠅喜歡在腐爛水果上飛舞,實際上是它們喜歡腐爛水果發(fā)酵產(chǎn)生出的酵母菌和果糖成分,這是它們幼蟲和成蟲的食物。

諾貝爾得主制造機

從摩爾根開始,科學家們孜孜不倦地培養(yǎng)果蠅,果蠅也“培育”了一批批諾貝爾獎得主。從1933年到2017年,共有8個諾獎以果蠅為研究對象,獎項集中在生理學或醫(yī)學獎,在組織學、生理學、免疫學、胚胎發(fā)育等領域,小小的黑腹果蠅都起到了巨大的作用。

果蠅“七劍客” 1.1933年,摩爾根從果蠅白眼突變?nèi)旧w的基因之謎,獲諾貝爾生理學及醫(yī)學獎。 2.1946年,摩爾根的學生米勒,證明了X射線能使果蠅的突變率提高150倍,同時,輻射也會引起染色體畸變,獲諾貝爾獎和“果蠅的突變大師”稱號。 3.1995年,美國生物學家劉易斯和德國發(fā)育遺傳學家尼斯萊因、福爾哈德一起分享了當年的諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。他們發(fā)現(xiàn)了果蠅中的特定基因,并且表明了果蠅基因在染色體上與人類的相似之處。 4.2004年,美國科學家理查德·阿克塞爾和琳達·巴克發(fā)現(xiàn)了果蠅在嗅覺功能上有個特定的大腦區(qū)域,獲得當年的諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。

這里有一個關于摩爾根與果蠅的勵志故事。

“摩爾根與他的學生培養(yǎng)了很多代果蠅,他偶然在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼果蠅,他把這只果蠅視若珍寶。當他的第三個孩子出生后,他趕到醫(yī)院時,他的妻子醒來問他的第一句話不是“孩子怎么樣了”,而是“那只白眼果蠅怎么樣了雖然身體很虛弱,但這只白眼果蠅沒有辜負摩爾根的期望,在臨死之前抖撒精神與一只紅眼果蠅完成了交配,把難得的白眼基因遺傳了下來,使摩爾根的雜交實驗獲得了成功!”

哪里來的?

關于果蠅的飛行能力,加州一所大學實驗室先前的研究表明,一只吃飽的果蠅有能量連續(xù)飛行長達三個小時;根據(jù)推斷,研究小組得出結論即使在微風中,黑腹果蠅也能在一次飛行中飛行大約12到15公里,如果有順風的幫助,它會飛得更遠。這個距離大約是果蠅平均體長的600萬倍,但是它們在靜止空氣中的飛高能力很弱,最高只能飛5米。而它們的近親,蒼蠅在靜止風情況下最高可以飛20米。

所以在我們家出現(xiàn)的果蠅可能的來源有這么幾個:

1、一定概率坐電梯上來的。

2、很小概率從樓梯飛上來的(估計沒飛到就餓死了。成蟲不能超過一天不喝水)

3、幾乎沒有可能是一口氣飛上來的,除非遇到垂直上升的氣流。

4、由于果蠅會把卵產(chǎn)在新鮮的水果表面凹處。所以非常大的可能是我自己把它們提上來的。

果蠅的卵,上面兩根是通氣孔

“櫻桃生蛆”實驗

在櫻桃大量上市的季節(jié),一則“櫻桃生蛆”的傳言在社交網(wǎng)絡大量流傳:“緊急通知!今年櫻桃里寄生了一種蛆蟲,幾乎大部分的櫻桃里面都有。找最好看最新鮮的櫻桃,放透明玻璃杯中,倒進水后放點鹽,大約2分鐘就會看到這些蛆蟲從完好的表皮往外鉆。求擴散!還有什么能吃的?”很多網(wǎng)友爭相親身實驗發(fā)現(xiàn),櫻桃泡鹽水后的確會鉆出“蛆”。

中國農(nóng)業(yè)大學多名專家表示,所謂的“蛆”實際上是果蠅的幼蟲,對人體無害,在櫻桃、楊梅等漿果類種植中是較常見的蟲害之一,難以杜絕,除非噴灑農(nóng)藥?!?/p>

所以如果你不想攝入這種“高蛋白”,那么水果買回來后盡量洗干凈再吃,或者去皮吃,或者泡一下再吃也是心理安慰。

其他關于果蠅的那些有趣研究

康奈爾大學的一個小組發(fā)現(xiàn)果蠅的飛行適應性很強,他們在果蠅翅膀上安裝小磁鐵,用磁力來干擾它的飛行,結果這些小家伙都能很快適應并調(diào)整到正常的狀態(tài)。他們發(fā)現(xiàn)兩種恢復平衡的方式:一種是主動的,通過迅的速響應來控制;一種是被動的,靠高阻力的身體纖維來穩(wěn)定。

果蠅在飛行上有著過人的天賦:它的翅膀每4毫秒就能拍動一次,80毫秒就能實現(xiàn)120度的轉(zhuǎn)向,這甚至超過了其神經(jīng)元傳遞神經(jīng)信號的速度。對此人們一直以來都困惑不解。

實驗中,研究人員設計了一個透明的方形盒子,在周圍架設了3臺能以每秒8000幀的速度拍攝的高速攝影機。盒子內(nèi)放置了10只果蠅和一個能促使果蠅在飛行中不斷轉(zhuǎn)向的LED光源。一旦有果蠅飛過盒子中間的探測器,攝像機就會自動開啟以記錄果蠅的飛行狀態(tài)。研究人員稱,該研究將有助于開發(fā)出體積更小、機動性更好的微型飛行器。

全腦連接圖譜

據(jù)英國《新科學家》網(wǎng)站近日報道,英國研究人員繪制出了果蠅幼蟲大腦內(nèi)3013個神經(jīng)元和544000個突觸的完整圖譜,是迄今最大的全腦連接體,為描述小鼠和人類等更復雜動物的大腦奠定了基礎。這一圖譜也有助于研究人員了解信號在果蠅大腦內(nèi)如何傳播、大腦內(nèi)不同區(qū)域如何相互作用等。

用激光刻入“記憶”

通過將一束激光照進果蠅的大腦,科學家們從無到有創(chuàng)造出了一些新的記憶。英國倫敦皇家學院的神經(jīng)科學家Simon Schultz表示,這是一項“令人驚訝的研究工作”。

記憶的形成是非常簡單的,就是對那些很糟糕的并且需要避免的特殊刺激的聯(lián)想。作為形成這種聯(lián)想的第一步,英國牛津大學的神經(jīng)科學家Gero Miesenbock和同事對果蠅究竟是喜歡3-辛醇(OCT)還是4-甲基環(huán)己醇(MCH)的氣味進行了研究。接下來,研究小組在任意一種氣味出現(xiàn)的時候,對果蠅進行了電擊。自然而然地,這些果蠅開始逃避與這些氣味有關的電擊,即便是它們最初喜歡的氣味也是如此。

果蠅與癌癥研究

研究果蠅中的癌癥比老鼠和老鼠等其他動物的癌癥模型有幾個優(yōu)勢。首先,研究人員可以跟蹤果蠅直到死亡時刻,以確定究竟是什么導致了它們的死亡。而出于倫理考慮,研究人員不允許脊椎動物受苦,因此研究動物在自然死亡之前就被安樂死了,從而妨礙了對最終死因的充分了解。對于這些動物,腫瘤大小被用作評估動物生存機會的指標。

寫到此處,突然對這些小飛蟲肅然起敬,果蠅對人不感興趣,它們不會咬人,也不會傳播疾病,但是它們死亡后的尸體會導致霉菌產(chǎn)生,所以,廚房垃圾和腐敗水果還是盡早封好丟棄。

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