Муха Дрозофила

Введение

Drosophila melanogaster, иначе плодовая, или уксусная муха - маленькое, около 3 мм в длину, насекомое семейства Drosophiliadae из отряда Diptera. Этих мушек можно наблюдать около испорченных фруктов.

Дрозофила стала одним из самых ценных для биологических исследований организмов, в частности, в области генетики. Она используется, как модельный организм для различных исследований уже почти сто лет, и сегодня многие учёные продолжают работать над различными проблемами дрозофилы. Её важность для здоровья человека была признана Нобелевской премией, вручённой медикам-физиологам Ed Lewis, Christiane Nusslein-Volhard and Eric Wieschaus в 1995 г.

Есть несколько причин, тому, что дрозофила - один из излюбленных объектов изучения. Дрозофила - маленькое животное с коротким жизненным циклом длительностью лишь около двух недель, она недорога для размножения и выведения даже большого количества особей. Мутантные особи с дефектами в любых из нескольких тысяч генов доступны для экспериментов, и весь геном мухи в целом уже известен.

Дрозофила изначально использовалась для генетических исследований, например, для изучения закономерностей различных типов наследственности. Сейчас муха используется также как объект изучения других разделов биологии (особенно, биологии развития: здесь изучается развитие целого организма из относительно простого оплодотворённого яйца), и как учебный объект. Короткий период развития от яйца до имаго, исключительное богатство мутационных рас с характерно чётким фенотипическим проявлением, малое число хромосом и ряд других важных преимуществ делают её незаменимой для практической проработки основных закономерностей наследственности.

Распространение. Морфология. Биология развития дрозофилы.

Дикий тип дрозофилы имеет ярко-красные глаза и "серое" тело (термин "gray", что означает "серый", не совсем уместен, но прочно прижился в обозначении цвета дикого типа мухи; она не является серой). Крылья нормально развиты, превышают длину тела. Питается ферментированными фруктами или овощами, но в лаборатории её разводят на специальной питательной среде.

Родиной Drosophila melanogaster считают Индо-Малайскую область; в настоящее время муха распространена очень широко, в том числе на Кавказе и Украине.

Морфологически, самки и самцы отличаются друг от друга по целому ряду признаков. Самки несколько крупнее самцов, хотя величина и тех, и других может сильно колебаться в зависимости от условий питания, особенно на это влияет личиночный период развития. Брюшко у самки несколько округлое, с заострённым концом; у самца оно цилиндрическое, с притуплённым концом. Также самца можно легко отличить от самки по нескольким последним сегментам, которые у него сплошь пигментированы. Верхние хитиновые щитки груди у насекомых называются тергитами (они вместе со стернитами и плейритами участвуют в движении крыльев). Половой диморфизм у дрозофилы проявляется в том, что у самки имеется восемь хорошо развитых тергитов, а у самца - шесть, причём шестой и восьмой тергиты слиты, а восьмой вошёл в состав полового аппарата. Стерниты- такие же хитиновые пластинки с брюшной стороны (см. рис.). У самки их также на один больше, чем у самца, и у представителей каждого пола не развиты первый, второй, седьмой и восьмой стерниты.

САМКА

САМЕЦ

Брюшко самки (слева) и самца (справа), вид с вентральной стороны. Видны стерниты (у самки- на один меньше)

Брюшко самки (слева) и самца (справа), вид с латеральной стороны.

К числу вторично-половых признаков у самца относятся половые гребешки, представляющие собой крепкие хитиновые щетинки на первом членике лапки передних ног. У самки подобные образования отсутствуют.

Наружные половые органы самки состоят из влагалища, по сторонам которого расположены две влагалищные пластинки, а сзади них - анальный бугорок, состоящий из двух анальных пластинок, расположенных одна над другой.

На рисунке:

Dorsal anal plate - дорсальная анальная пластинка; Ventral anal plate - вентральная анальная пластинка; Eighth targite - восьмой тергит; Long bristles - длинные шипы; Sensilla trichodea - чувствительный волосок; Thorn bristles - колючие шипы; Vulva - вульва; Vaginal plate - влагалищная пластинка.

Внутренний половой аппарат самки состоит из двух гроздевидных яичников, в каждом по несколько десятков яйцевых трубочек; яйцевода; влагалища; трёх семяприёмников, из которых один трубчатый и два грибовидных; придаточных желёз. Протоки семяприёмников и придаточных желёз впадают во влагалище. Непарный трубчатый семяприёмник представлен длинной спиральной трубкой. У спаривавшихся самок он наполнен спермой. В полости влагалища нередко можно видеть зрелое яйцо с заключённой внутри него почти развитой личинкой.

На рисунке:

Lateral oviduct - латеральный яйцевод; Common oviduct - основной яйцевод; Seminal receptplace - семяприёмник; Spermathecae and Parovaria - придаточные железы; Uterus - яичник; Vagina - влагалище; Vaginal plates - влагалищные пластинки; Anal plates - анальные пластинки.

Наружные половые органы самца имеют более сложное строение. Они состоят из генитальной пластинки и пениса с прилегающими к нему частями. Генитальная пластинка представляет собой подковообразное хитиновое образование. Внутри неё открывается анальное отверстие, по бокам которого латерально расположены две анальные пластинки. С брюшной стороны генитальная пластинка несёт две пары отростков, к которым причленяется пенис с его придатками. Собственно пенис имеет вид ложкообразной хитиновой пластинки, несущей краю ряд хитиновых зубцов:

Внутренний половой аппарат самца включает в себя парный семенник, парные семенные пузырьки, придаточные железы, непарный семявыносящий проток, непарный bulbus ejaculatorius, непарный семяизвергательный канал. Семенники представляют собой свёрнутые трубки, переходящие в семенные пузырьки, которые переходят в семенные канальца, соединяющиеся непосредственно перед впадением в семявыносящий проток. Семявыносящий проток впадает в bulbus ejaculatorius, который играет роль насоса, выталкивающего сперму из семявыносящего протока и выбрасывающего её наружу через семяизвергательный канал, который открывается в основание пениса.

Как правило, самки не могут спариваться в течение 24 часов после вылупления, однако при температуре, несколько выше нормальной, иногда можно наблюдать копуляцию мух моложе указанного возраста, в особенности, если в культуре имеются старые самцы. Копуляция длится около 20 минут; этот срок является видовой характеристикой рассматриваемого вида.