Материалы и методы исследования

Биология, морфология и разведение дрозофилы

Дрозофила является очень удобным объектом для генетических исследований и чисто учебных целей. Четыре наиболее важные особенности: 1) небольшой срок развития от яйца до взрослой мухи; 2) исключительно высокая плодовитость; 3) богатство наследственных рас или мутаций; 4) малое число хромосом.

Дрозофила впервые была использована в лабораторных опытах Карпентером для разработки некоторых биологических вопросов в самом начале прошлого столетия. В 1910 г. Т. Х. Морганом была обнаружена первая мутационно возникшая наследственная раса (мутант) дрозофилы, а именно белоглазая (white). Начиная с этого времени дрозофилу, усиленно начали изучать при проведении генетического и цитологического анализов ближайшие сотрудники Моргана (Стэртевант, Мёллер и Бриджес).

Ряд теоретических вопросов генетики искусственное получение мутации и природа гена, определение пола и локализация половых факторов в хромосомах, проблемы экспрессии гена, генетика популяции, механизм расои видообразования и многие другие проблемы интенсивно изучаются на дрозофиле. Эти и другие исследования имеют важное значение не только в генетике, но и в решении вопросов общей биологии и эволюции видов.

Drosophilamelanogaster, иначе плодовая, или уксусная муха, принадлежит к семейству Drosophicidae из отряда Diptera. Это очень мелкая мушка, величиной около 2 .1 мм, с ярко-красными глазами и серым телом.

Родиной Dr. melanogaster считается Индо-малайская область. В настоящее время она почти космополит и населяет Северную и Южную Америку, Африку, Австралию, Японию и Южную Европу (до Северной Франции). В пределах России Dr. melanogaster обычна на Кавказе. На севере этот вид встречается до 60° северной широты, куда он проникает в летнее время вместе с потоком фруктов и овощей.

Питается дрозофила ферментируемыми фруктами, овощами, древесным соком. В лабораториях мух разводят на питательной среде, составляемой по разным рецептам.

Краткое описание: дрозофила относится к той её расе или форме, которая обитает в природе и поэтому носит название дикой (wildtype), или нормальной (Normal).

В лабораторных условиях нормальной температурой для дрозофилы надо считать 24−25 єС. При температуре несколько превышающей 31 єС она становится бесплодной полностью или частично.

При нормальной температуре цикл развития дрозофилы от яйца до взрослой мухи длится приблизительно 10 суток. Развитие яйца составляет 20 часов, а развитие личинки и куколки 8 суток, то есть по 4 суток соответственно. Таким образом, имеется возможность получать в год 40 поколений дрозофил.

С понижением температуры развитие сильно замедляется. Так, при 10єС личиночный период растягивается до 57 дней, а куколочный — до 13−14 дней: при 20 °C сроки соответственно равны 8 и 6,3 дня.

Продолжительность жизни взрослой мухи, то есть с момента вылупления её из куколки, в лабораторных условиях равна 3 — 4 неделям и в значительной мере зависит от условий содержания (температуры, влажности, пищи, плотности населения, наличия в питательной среде бактерий). В специальных опытах дрозофилы жили до 152 дней. Жизнеспособность мутантов в большинстве случаев понижена по сравнению с диким типом, хотя известны мутационные расы, обладающие повышенной по сравнению с нормальными мухами жизнеспособностью.

Самки и самцы дрозофилы несколько отличаются по величине и по ряду других морфологических признаков.

Рис. 1. Дрозофила: 1 — самка: 2 — самец.

Самки несколько крупнее самцов (рис. 1). Брюшко у самки более округлое с заострённым концом; у самца оно боле цилиндрическое с притуплённым концом и сильно пигментированными (чёрными) несколькими последними тергитами. Тергитами у насекомых называют скелетные хитиновые пластинки брюшка со спинной стороны. У самки имеется 8 хорошо развитых тергитов, у самца — 6, причём шестой и седьмой тергиты слиты, а восьмой вошел в состав полового аппарата. Стернитами называют такие же хитиновые пластинки с брюшной стороны. У самки их 4, у самца — 3.

К числу вторичнополовых признаков относятся половые гребешки самца, представляющие собой ряд крепких хитиновых щетинок на правом членике лапки передних ног. У самки половые гребешки отсутствуют. [11].