آموزش ژنتیک مگس سرکه

طول بدن این مگس ۳-۴ میلیمتر و به رنگ های زرد، قهوه ای، خاکستری تا سیاه بوده و موی آریستا در شاخک ها پروش بوده و بند سوم شاخک تا حدودی تخم مرغی است.

غالبا چشم های مرکب آن درشت و قرمز رنگ بوده و بال ها در حالت استراحت بطور مسطح و در پشت بدن قرار می گیرند. فاقد قاشقک بال بوده و بر روی میوه های در حال تخمیر و اطراف خمره های سرکه دیده شده و دارای چهار جفت کروموزوم است.

بعد از اینکه عمل لقاح صورت گرفت و زیگوت تشکیل شد، مراحل رشد و نمو رویانی در داخل غشاء های تخم انجام می گیرد و سپس لارو از تخم خارج شده و با تغذیه و رشد خود در نهایت به شفیره تبدیل می شود.
لاروها سفید رنگ و بند بند بدون پا و زوائد بدنی و در ناحیه سر قلاب های آرواره ای به رنگ سیاه دیده می شوند. در این مرحله رشد حشره سریع بوده و غذای فراوان می خورد، ولی هنوز بال ندارد، سپس شفیره تکامل یا فته و حشره کامل یا بالغ ظاهر می گردد. مدت این مراحل تحت تاثیر دمای محیط متغیر است بطوری که در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد متوسط دوره تخم و لارو ۸ روز است و در دمای ۲۵ درجه این مدت به ۵ روز تقلیل می یابد. این مگس به بوی تخمیر و سرکه جلب شده و مخمرهای عامل گندیدگی میوه ها را با خود بر روی میوه های گندیده یا رسیده حمل کرده و در آنجا کشت می دهند و در داخل آنها تخم ریزی میکند. مکس های کامل و لاروهای آنها در محیط های اسیدی و تخمیری زندگی می کنند و در محل تغذیه این مگس معمولا میکرو ارگانیسم هایی مثل باکتری ها و قارچ ها نفوذ کرده و تکثیر می یابند.
این مگس در مرحله لاروی به قدری فعال و حریص به تغذیه است که به علت خزیدن از نقطه ای به نقطه دیگر جهت تغذیه، در مسیر خود کانال ها و دالان هائی در محیط پیرامون خود و محیط غذائی غلیظ ایجاد میکند و در مورد قارچ خوراکی هم اگر یک قارچ آلوده را از وسط نصف کنید، دالان ها و کانال هایی را که لارو این مگس ایجاد کرده است را، دقیقا مشاهده خواهید نمود. از مهمترین گونه های مگس های سرکه که آفت قارچ های خوراکی محسوب می شوند میتوان به funebris Drosophila و Drosophila melanogaster اشاره کرد.
مگس کامل از ریسه های روی کمپوست تغذیه کرده و اقدام به تخم ریزی در داخل کمپوست می کند و بعد از طی مراحل ذکر شده لارو بوجود آمده و شروع به تغذیه از ریسه های داخل کمپوست کرده و اگر بر روی کمپوست قارچی وجود داشته باشد، از طریق پایه وارد کلاهک شده و این کانال ها و دالان ها را ایجاد خواهد کرد.

هر گاه دمای محیط از ۲۵ درجه سانتیگراد پائین بیاید، قدرت زاد و ولد کم شده و در نهایت در زیر ۱۶ درجه سانتیگراد باعث از بین رفتن مگس ها می شود. اگر دمای محیط بالاتر از ۳۰ درجه سانتیگراد باشد، نیز باعث عقیم شدن حشره نر و در نهایت منجر به از بین رفتن آنها می گردد. پس بهترین دما جهت زندگی ۲۵ درجه سانتیگراد است.
معاشقه مگس سرکه
هنگامى که یک مگس سرکه نر با جفت احتمالى خود برخورد مى کند، رفتار معاشقه اش را با تعقیب او به اطراف آغاز کرده و آرام با پایش به او ضربه مى زند. در صورتى که نظر ماده جلب شود، نر شروع به خواندن آواز عاشقانه براى او مى کند. در ادامه، با تعدادى رفتار محبت آمیز دیگر همراه شده و به جفت گیری ختم مى شود.
دانشمندان دریافته اند که این معا شقه پیچیده به وسیله سلو ل هاى عصبى واقعى در سیستم عصبى مرکزى مگس سرکه نر، پایه ریزى و تنظیم مى شود. هنگامى که این سلول ها وظیفه خود را به درستى انجام ندهند، رفتار معاشقه مگس هاى سرکه نر با شکست مواجه مى شود. مگس سرکه موجود مدلى است که از نظر عملکرد سلولى بسیار شبیه انسان است. رفتار هاى جنسى انسان نیز تحت کنترل مداربندى موجود در سیستم عصبى است.

ژن نازایى در واقع ژن مسئول ساخت مدار عصبى تنظیم کننده رفتار معاشقه، در مگس هاى نر است. این مدار که در داخل مغز و طناب عصبى شکمى مگس شکل مى گیرد، در برگیرنده حدودا ۱۵۰۰ نورون است. (تقریبا یک درصد از تعداد کل سلول هاى عصبى موجود در یک مگس سرکه). مگس ها در حقیقت ۲۴ ساعت پس از خروج از مرحله شفیرگى آماده جفت گیرى هستند.
رفتار معاشقه مگس هاى سرکه در ۶ مرحله دارد. ابتدا مگس نر حضور مگس ماده را حس کرده و او را تعقیب مى کند. سپس مگس نر با پاى جلویش به آرامى به مگس ماده ضربه زده و بدین وسیله ترشح فرومون را موجب مى شود. در مرحله سوم، مگس نر یک بالش را باز کرده و شروع به لرزاندن آن مى کند. با این کار یک آواز معاشقه مختص گونه تولید مى شود. در مرحله چهارم، مگس نر، ژنیتالیاى ماده را با خرطوم خود لیسیده و تلاش ها براى جفت گیرى آغاز مى شود (مرحله پنجم). مرحله ششم یا پایانى نیز جفت گیرى دو مگس است.
یک نر طبیعى سه مرحله اول را در عرض ۲ دقیقه به پایان مى رساند. لیسیدن ژنیتالیاى ماده نیز تقریبا ۲ دقیقه طول مى کشد. اما مرحله آخر یا جفت گیرى به تنهایى حدود ۲۰ دقیقه طول مى کشد. اما در صورتى که خللى در نحوه فعالیت این ۶۰ سلول عصبى صورت بگیرد، مگس نر عملا از مرحله ضربه زدن و همچنین تلاش براى انجام هر کار دیگر صرف نظر مى کند. او اقدام به جفت گیرى مى کند، ژنیتالیاى ماده را لیسیده و همزمان شروع به خواندن آواز عاشقانه مى کند. بنابراین آنچه که به طور طبیعى ۴ دقیقه طول مى کشد، در عرض کمتر از ۱۰ ثانیه تمام مى شود و پیداست که نتیجه خوبى نیز به دنبال نخواهد داشت.
آنچه که موجب جفت گیرى موفق مگس ها مى شود، میل و رغبت مگس هاى ماده براى ادامه کار و جفت گیرى موفق است. هنگامى که مگس هاى نر جهش یافته متفاوت از مگس هاى نر نرمال عمل مى کنند، این شیوه رفتار براى مگس هاى ماده جذابیتى نداشته و حاضر به ادامه کار نیستند.
در یک رفتار معاشقه طبیعى، مگس ها بسیار مودب هستند. مگس هاى نر طبیعى دقیقا همان کار هایى را انجام دهند که ما از آنها به عنوان «احترام به میل دیگرى» یاد مى کنیم. به عنوان مثال یک مگس نر ممکن است قبل از جفت گیرى یا ماده را ناز و نوازش بسیار بکند، یا اینکه ممکن جفت خود را براى مدتى تنها گذاشته و در واقع معاشقه با او را به تعویق بیندازد. اما هنگامى که یک ماده را با تعدادى نر جهش یافته تنها مى گذاریم، همه نرها همزمان شروع به تعقیب ماده مى کنند و عملا دیده مى شود که مگس ماده با سرآسیمگى سعى در فرار کردن از دست نیم جین نر جهش یافته غیر قابل کنترل دارد.
مگس سرکه رایحه را می بیند
تحقیقات نشان می دهد که مگس های سرکه بزرگسال مجهز به یک توانایی ویژه شناسایی هستند که به کمک آن، بو (رایحه) را می بینند.
مارک فرای توضیح داد: “توانایی وضوح تصویر فضایی مگس سرکه ۷۰۰ برابر پائین تر از انسان و گیرنده های بویایی این حشره پنج برابر کمتر از میزان این گیرنده ها در انسان است. ما کشف کردیم که توانایی شناسایی اجسام معطر در مسیرهای دیداری مگس سرکه که در محیط های مختلف مثل جنگل، بیابان، باغ های خانگی و بالکون ها قرار دارد، به حدی متفاوت است که موجب می شود این حشره در برخورد با هر یک از این محیط ها رفتارهای متفاوتی نشان دهد که این مسئله تنها می تواند با حضور حسگرهای قوی قابل توضیح باشد.”
به اعتقاد این دانشمند این توانایی از سیستم های یکپارچه ای که میان دستگاه های حسگری پیچیده این حشره وجود دارد، نشات گرفته است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که سیگنال های معطر، منعکس کننده های قوی ثبات دیداری را فعال کرده و امکان ردیابی منبع رایحه اشتها آور را برای مگس سرکه فراهم می کنند و قدرت بینایی دورنمایی مگس سرکه در نگاه به دنیا برای ردیابی رایحه ها مورد استفاده قرار می گیرند.
یافته ها و تحقیقات و مقاله های زیست شناسی دانشجویان دانشگاه فرهنگیان امیر کبیر