منشأ مگس میوه

چرا مگس میوه محبوبترین حشره برای محققان علم است؟

مگس میوه معمولی با نام علمی دروسوفیلا ملانوگاستر که به درستی مگس سرکه نامیده میشود، مهمان همیشگی میوههای رسیده در خانههای سراسر جهان محسوب میشود. این حشره درون گوشت میوههای رسیده تخمگذاری میکند بدون اینکه دیده شود و گمان میرود همه ما تکههای گوناگون بدن این حشره را خورده باشیم، یقینا بدون هیچ تأثیر نامطلوبی که شناختهشده باشد.

اما مگس میوه بسیار بیشتر از یک مهمان آزاردهنده است. در واقع، دروسوفیلا ملانوگاستر برای بیش از یک قرن یکی از مهمترین گونهها برای علم بوده است. اگر به خاطر این مگسها نبوده بود، برخی از مهمترین اکتشافات علمی هرگز محقق نمیشدند.

منشأ مگس میوه

منشأ این گونه مگس، جنگلهای جنوب مرکزی آفریقا بوده است، جایی که به شدت به میوهای به نام مارولا متکی بودند. این میوه بخشی از رژیم غذایی انسان در این منطقه بوده و همچنان هست و همین امر تبدیل به عامل تشکیل رابطه مگسهای میوه با جوامع و سکونتگاههای انسانی شد و در نهایت، این رابطه سبب گسترش مگس میوه در سراسر آفریقا، سپس آسیا، اروپا و در چند قرن گذشته آمریکای شمالی و مرکزی و استرالیا گردید.

تفکیک دروسوفیلا ملانوگاستر از خویشاوندان نزدیک و مگسهای میوه واقعی بزرگتر و رنگارنگتر که چندین مورد از آنها در استرالیا یافت میشود، اهمیت دارد. این مگسها که مگسهای تفریتید نیز نامیده میشوند، قبل از پوسیدگی به میوه حمله میکنند. میلیونها دلار برای دور نگه داشتن آنها از بخشهایی از ویکتوریا و استرالیای جنوبی هزینه شده است، بدون موفقیت.

مگسهای میوه ذاتا برای علم مناسباند

در حالی که اکثر حشرات غیرآفت مورد دقت علمی مقداری قرار میگیرند، مگس میوه استثناء است. برخی خواصی که مگسهای میوه را به یک ارگانیسم تحقیقاتی محبوب تبدیل کرده، ذاتی هستند. آنها کوچکاند، تغذیه کردن آنها راحت است، چرخه زندگی بسیار سریعی دارند و میتوانند صدها بچه تشکیل دهند.

با این حال، یافتههای محققان امروزی در مورد مگس میوه مدیون دههها گسترش ابزار ژنتیکی است. این ابزار به ما امکان میدهند تقریبا هر گونه ژنتیکی را که میخواهیم تشکیل دهیم. برای نمونه، میتوانیم توالی ژن مگس میوه را طوری تغییر دهیم که پروتئینی که کدگذاری میکند فلورسنت شود. حتی میتوانیم ژنهای موجودات دیگر را بگیریم و اثرات آنها را در مگسهای میوه بررسی کنیم.

به طور کلی، این عوامل توضیح میدهند که چرا مگس میوه به طور خاص در چهار عرصه تحقیقاتی نقش مهمی ایفا کرده است.

۱. فهمیدن ژن

سابقه بهرهگیری از مگس میوه در تحقیقات و آموزش ژنتیک طویل است. در مگس میوه بود که کشف شد ژنها در کروموزومها از طریق تلاقی مگسهای چشم قرمز و مگسهای چشم سفید جهشیافته جمعآوری میشوند. این تحقیق بیش از یک قرن پیش انجام شده، اما همچنان چنین پیوندهایی راه قدرتمندی برای نشان دادن اصول وراثت هستند.

مگس میوه یک نیروگاه برای اکتشافات بیولوژیکی است. ژنوم آن در دهه ۱۹۹۰ توالییابی شد. این کار تا حدی به عنوان آزمایشی برای مونتاژ ژنوم انسان انجام شد، اما امکان مقایسه ژنها در حیوانات را نیز فراهم کرد.

تعداد زیادی از ژنهای مگس میوه با ژنهای خاص انسان، از جمله نزدیک به ۶۵ درصد از ژنهای مرتبط با بیماریهای انسانی، رابطه مستقیم دارند. این حالت، عرصه تحقیقات در مورد فرآیندهایی را فراهم کرد، از رشد جنینی و پیشرفت بیماری گرفته تا یادگیری و پیری در مگس میوه.

۲. فهمیدن صدمه بافتی

حیوانات در ظرفیت خود برای بازسازی ساختارهای صدمهدیده بسیار متفاوت هستند. برای نمونه، اگر کرمهای پهن خاصی را از وسط نصف کنید، هر دو قسمت میتوانند باقی بدن را بازسازی کنند.

این موارد اگرچه دلنشین هستند، اما الگوی خوبی برای ظرفیت میانهتر اما همچنان حیاتی انسان برای بهبود زخم ارائه نمیدهند. مگسهای میوه که همانند انسان از بافتهای پیچیده بسیاری تشکیل شدهاند، در نقشهبرداری از فعل و انفعالات مولکولی که به سلولها اجازه میدهد برای مهاجرت و بخیه به یکدیگر برای ترمیم صدمه بافت، بسیار مهم بودهاند.

احتمالا مگسهای میوه با دقت به طول عمر مختصرشان (که در شرایط بهینه بیش از چند ماه نیست)، یک مدل دلنشین برای تحقیقات سرطان نیز باشند.

آنها جایگزینهایی برای راهحلهای سنتی مبتنی بر کشت سلولی برای بررسی فعالیت داروهای شیمیدرمانی ارائه میدهند که نمیتوانند بازتاب پیچیدگیهای نحوه تعامل تومور با بافتهای اطراف باشند و بهویژه در غربالگری برای ترکیبات مؤثر درمانهای شیمیدرمانی محبوب هستند.

۳. فهمیدن کنترل بیماری

افزودن بر ارائه ابزارها و فهمیدن بیولوژیکی مناسب در پزشکی و زیستشناسی، مگس میوه به طور مستقیم به کنترل بیماری کمک کرده است. به طور خاص، از باکتری ولباشیا جداشده از این گونه برای سرکوب انتقال بیماری دنگی و سایر بیماریهای ویروسی منتقلشده توسط پشهها بهرهگیری میشود.

سوی ولباشیا که داخل بافت مگسهای میوه زندگی میکند و از مادر به فرزندان منتقل میشود، از راه میکروانژکشن به پشههای آدس منتقل شد. باکتری ولباشیا با ویروسها طوری تعامل میکند که از تجمع ویروسی در غده بزاقی پشهها جلوگیری میکند.

این کار در گذشته از تعداد زیادی از موارد انتقال دنگی در شمال استرالیا و تعداد زیادی از کشورهای خارج از کشور جلوگیری کرده است.

۴. فهمیدن تکامل

در نهایت، مگسهای میوه سیستمهای تجربی مفیدی برای بررسی تکامل، بهویژه در عرصه حفاظت از گونههای در معرض تهدید، هستند.

این کار اهمیت نگهداری تنوع ژنتیکی در گونههای در معرض تهدید را برای حفظ توانایی آنها برای تکامل و مقابله با اثرات بیماری و تغییرات آب و هوایی ثابت کرده است. اکنون، جمعیت مگسهای میوه در مزرعه ردیابی میشود تا ببینیم آیا این گونه با شرایط گرمتر و خشکتری که ما پیشبینی میکنیم تطبیق مییابد یا خیر.