【趣味模式生物】开启诺奖之门的小昆虫——黑腹果蝇（黑腹果蝇有啥用）

苍蝇我相信大家都非常的厌恶，但是有一种蝇可是科学家们的心肝宝贝，那就是果蝇。

我们一般研究的果蝇的全称叫「黑腹果蝇」，这可与我们理解的所谓「腹黑」不一样，黑腹果蝇是真的腹黑，存在于它腹部的黑斑及黑条纹同时也是我们区分果蝇性别的表型之一。果蝇的英文俗称就叫「Fruit fly」，也就是「水果苍蝇」，之所以命名为「果」是因为人们经常会在果园、菜场、厨房等地方，特别是腐烂的水果处发现它的踪影。不过，其实果蝇喜欢的是这些腐败瓜果上滋生的酵母菌和发酵而产生的酒精的味道，所以在酒的发酵池旁，经常会吸引许多的果蝇，因此它也得了另外的一个称号「酗酒者」。

雄性（右）与雌性（左）果蝇不同的腹部黑斑

果蝇的个头非常的小，一般我们所见的家蝇个头大小有1厘米左右，但是果蝇实际上只有2-3毫米的体长，比家蝇小得多，所以当我第一次见到果蝇的时候也是很脱离我的预期想象的。

果蝇一次可以产下约400个卵，这些卵在10-12天的时间里经历一龄幼虫、二龄幼虫、三龄幼虫，并最后成蛹、羽化为成虫。在我们实验室中，我们通常会使用玉米培养基来饲养果蝇，包括了水、玉米粉、蔗糖、琼脂等，煮沸并分装到大试管中，再加入酵母，塞上棉花塞子，然后就可以随时接种果蝇进去饲养了。如此生命周期短、繁殖力强，而且个体小易于饲养的动物，非常适于研究。

饲养果蝇的管子

果蝇的生活史（Fly-o-Tech）

果蝇的幼虫

虽然果蝇和家蝇一样都有着红色的大眼睛，但是果蝇全身淡黄色，这与家蝇的那种令人厌恶的黑灰色截然不同。

果蝇的表型变异众多，是研究经典遗传学的良好材料。举几个例子吧，就果蝇的眼睛颜色而言，正常野生型的是红色眼，突变型的有白眼、朱红眼、褐眼……；就翅膀的形状而言，有长翅、残翅、短翅、卷翅……；刚毛的形状也有直毛、分叉毛、截毛……除了以上提到的还有眼睛的形状、身色、翅色翅膀的脉络等等都可以有不同的性状表型，利用上述这些不同的性状进行组合，可以将其作为遗传的标志物，研究遗传的基本规律，同时也可以进行后代特定基因的筛选。

果蝇的遗传物质结构简单，这也是它作为经典模式生物的最大优势。黑腹果蝇只有4对，也就是8条染色体，其中一对为性染色体，剩下的三对则是常染色体。对于黑腹果蝇的全基因组测序在2000年已经完成，数据表明，果蝇基因组的大小约1.8亿个碱基对（对比一下我们之前提到的水稻、玉米、小麦基因组，你就会知道这是一个多么小的数字了），共编码约13600个基因，更重要的是，我们人类有80%的基因都能在果蝇中找到对应的同源基因，因此果蝇也是一个研究人类疾病的良好模型。

雄性三龄幼虫的染色体分裂相

雌性（左）及雄性（右）果蝇的染色体

说起果蝇就不能不提利用果蝇做出了突出贡献的现代遗传学之父摩尔根。之前我们提到了孟德尔，他利用豌豆发现了基因的分离定律和基因自由组合定律，但是孟德尔当时并不清楚「遗传因子」的本质是什么，而且他的学说也并未受到重视。直至孟德尔逝世的16年后，他的遗传学说才重新被人发现并开始深入研究，这其中之一就有摩尔根。摩尔根当时利用果蝇来作为研究对象，而他养果蝇的实验室也被他的同事戏称为「蝇室」。

摩尔根在蝇室中工作

在1910年的5月，摩尔根发现了一只奇特的果蝇，这只果蝇不像其它的正常果蝇那样眼睛是红色的，而它是白色的，显然是个突变体。摩尔根利用这只果蝇与正常的红眼果蝇进行杂交，生出来的子一代全是红眼的，这说明红眼的形状相对于白眼是显性的，这个结果与孟德尔的结果相契合。这个子一代交配后得到的子二代红眼与白眼的比例约为3:1，与孟德尔的结果一致。

白眼果蝇

在这个现象的同时，摩尔根还发现这个子二代当中所有的白眼都是雄性，这说明了控制白眼的基因与决定性别的基因是「连锁」的，也就是像锁链一样是绞合在一起的。不过此后，摩尔根发现了例外，基因的连锁群好像也并不是这么的牢固，有时候染色体也会发生断裂，「交换」到别的染色体上。两个基因在染色体上的位置越远，它们之间出现变故的可能性就越大。于是综合以上两种现象，摩尔根提出了基因的「连锁与互换定律」，该定律也被后人称为遗传学的第三大定律。

目前在果蝇身上已经催生出了五个诺贝尔奖，「培养」了至少8位诺贝奖得主科学家，可以说贡献巨大。如今科学家们利用果蝇进行着多种像癌症、衰老，以及免疫学、行为学的研究，另外还有像我们实验室的一些其它课题组，也在利用着果蝇进行着神经退行性疾病的药物筛选等，如果大家有兴趣，下次也可以再跟大家普及一下我们在果蝇当中的工作~

下期再见！

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