التحدث عن ذبابة الفاكهة المزعجة

يمكن أن يكون ذباب الفاكهة مزعجًا حقًا عندما يطير حول غرفة المعيشة الخاصة بك أو يهبط في النبيذ الخاص بك. لكن لدينا الكثير لنشكره على هذه المضايقات الصغيرة – لقد أحدثوا ثورة في العلوم البيولوجية والطبية.

ينتمي كل من الذباب والبعوض إلى Diptera ، وهي مجموعة من الحشرات التي لها جناحان فقط (من اليونانية دي يعني اثنين و باتيرون جناح المعنى). ومع ذلك ، مثلما يقبل معظم الناس الصفات المزعجة وكذلك الإيجابية لأصدقائهم ، لا ينبغي لنا أن نحكم على الذباب لسلوكهم السلبي وحده.

يجب أن نفتح أعيننا على أهميتها الاقتصادية والبيئية الهائلة ، كما تجادل عالمة الحشرات إيريكا مكاليستر في كتابها الحياة السرية للذباب. على سبيل المثال ، تعتمد العديد من النباتات (بما في ذلك نبات الكاكاو الذي يمنحنا الشوكولاتة) على Diptera كملقحات. أو حاول تخيل عالم خالٍ من الذباب لتحلل الحيوانات الميتة.

سأجادل من زاوية مختلفة ، مع ذلك ، لكسب احترامك لنوع واحد محدد: ذبابة الفاكهة أو الخل (ذبابة الفاكهة سوداء البطن).

ذبابة الفاكهة قد تكون أصغر من ظفر الإصبع ولكنها قد تكون مصدر إزعاج كبير في الصيف عندما تحوم فوق الفاكهة الناضجة أو تظهر في أسراب من صناديق القمامة. الانواع ذبابة الفاكهة تم ذكره لأول مرة من قبل عالم الحشرات الألماني يوهان مايجن في عام 1830 ومنذ ذلك الحين اكتسب شهرة بين العلماء. لقد أصبح أفضل كائن حيواني مفهوماً على هذا الكوكب وقوة للبحوث الطبية الحديثة. عشرة علماء يعملون على ذبابة الفاكهة حصلوا على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب.

بدأت شراكة العلوم مع الذباب في أوائل القرن العشرين عندما قرر عالم الأحياء توماس هانت مورغان في جامعة كولومبيا في نيويورك اختبار النظريات التطورية ، مثل كيفية ارتباط الطفرات الجينية بخصائص أخرى ، وإعادة اكتشاف نظريات جريجور مندل عن الوراثة في عام 1900. 1865. لا يزال مندل الأب المعترف به لعلم الوراثة اليوم.

مساعدة العلم على الانطلاق

لم يكن مورغان أول من عمل معه ذبابة الفاكهة. لكن فكرته لتسخير تربية الذبابة الرخيصة (قطع الموز المحفوظة في زجاجات الحليب) ، والتكاثر السريع (جيل واحد في حوالي عشرة أيام ؛ حوالي 100 بيضة لكل أنثى في اليوم) ستجعل من الممكن دراسة التطور في المختبر. هذا لأنه من الأسهل رؤية التغيرات التطورية في أعداد كبيرة من الأنواع ذات معدل دوران مرتفع.

أدت تجاربه في التكاثر الجماعي مع مئات الآلاف من الذباب إلى اكتشاف ذبابة واحدة ذات عيون بيضاء ، بدلاً من العيون الحمراء التي يمتلكها ذباب الفاكهة عادةً. كشفت الدراسات اللاحقة التي أجراها مورجان وفريقه على ذريته ذات العين البيضاء أن الجينات يمكن أن تتحور ويتم ترتيبها في خرائط منظمة وقابلة للتكاثر على الكروموسومات (جزيء DNA طويل). أسس هذا الفهم الجديد مجال علم الوراثة الكلاسيكي كما نعرفه. على سبيل المثال ، أدى ذلك إلى فهم كيفية وراثة المرض الجيني.

في الأربعينيات من القرن الماضي ، أثبت العلماء ، بما في ذلك جورج بيدل وإدوارد تاتوم ، أن بعض الرموز الجينية للبروتينات يمكن أن تسهل التفاعلات الكيميائية وتنتج الجزيئات اللازمة في الخلايا.

قام باحثون آخرون مع ذباب الفاكهة برسم خريطة لبنية حلزون الحمض النووي. من خلال هذه التطورات ، تم التركيز على الأسئلة التي طال نقاشها. على سبيل المثال ، كيف تنظم الجينات العمليات البيولوجية المعقدة ، مثل تطور كائن حي بأكمله من خلية بويضة واحدة مخصبة.

أنشأ العلماء تدريجياً تقنيات باستخدام المجاهر للدراسة ذبابة الفاكهة الأجنة في قشر البيض الشفاف 0.5 مم. لقد تحولت مجموعة الاستراتيجيات الجينية التي تعلمنا عنها في الذباب إلى وسيلة قوية لتشريح آليات تطور الذباب. تمامًا مثل الطفرات الجينية البشرية التي يمكن أن تسبب تشوهات في الجسم ، تظهر أجنة الذباب أيضًا مثل هذه العيوب. على سبيل المثال ، تفتقر إلى رؤوسهم أو ذيولهم.

يمكن للعلماء دراسة العيوب الطافرة ، حتى لو لم تفقس البويضات مطلقًا ، والتي يمكن أن تخبرنا بعد ذلك عن الوظيفة الطبيعية للجين المصاب. هذه الأنواع من الدراسات الجينية ذبابة الفاكهة، جنبًا إلى جنب مع التقنيات الناشئة ، مثل استنساخ الجينات ، ساعدنا في فهم كيف يمكن لشبكات الجينات أن تحدد تطور الجسم وكيف يمكن أن تسبب أحيانًا اضطرابات وراثية. شبكات الجينات هي مجموعة من الجينات ، أو أجزاء من الجينات ، التي تتفاعل مع بعضها البعض للتحكم في وظيفة خلية معينة. في عام 1995 ، فاز ثلاثة علماء بجائزة نوبل لمساهمتهم في هذا الفهم الجديد.

تشابه مذهل

في النهاية ، اتضح أن الجينومات الكاملة للذباب والبشر أظهرت أوجه تشابه مذهلة ، وغالبًا ما اتضح أن الآليات أو العمليات المكتشفة في الذباب تنطبق على كائنات أكثر تعقيدًا. يمكن للعديد من الجينات البشرية أن تتولى وظيفة ذبابة الفاكهة مكافئ عند إدخاله في جينوم الذبابة.

يبدو أن السلف المشترك الذي أسس الخطوط التطورية للذباب والبشر ، قبل نصف مليار سنة ، قد تم تجهيزه ببيولوجيا مصممة جيدًا لدرجة أن العديد من جوانبها لا تزال قائمة ، مثل آليات النمو أو الوظيفة العصبية. نظرًا لأننا متشابهون جدًا من الناحية الجينية ، فقد تم استكشاف العديد من جوانب البيولوجيا البشرية والأمراض أولاً ذبابة الفاكهة. وفي الوقت نفسه ، فإن البحث عن ذباب الفاكهة سريع وفعال من حيث التكلفة ومتعدد الاستخدامات للغاية. إنه مثالي للاكتشافات العلمية.

بمجرد اكتساب المعرفة في ذبابة ، يمكن لهذه المعرفة تسريع البحث في الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا. اليوم ، من المقدر أن يعمل أكثر من 10000 باحث في جميع أنحاء العالم ذبابة الفاكهة في العديد من مجالات العلوم التي تتعلق ببيولوجيا الإنسان وأمراضه. يتم استخدامه من قبل علماء الأعصاب لدراسة التعلم والذاكرة والنوم والعدوانية والإدمان والاضطرابات العصبية. ناهيك عن السرطان والشيخوخة ، عمليات التطور ، ميكروبيوم الأمعاء ، الخلايا الجذعية ، العضلات والقلب.

ومع ذلك ، فإن الذباب ليس بشرًا مصغرًا. لا يمكن استخدامها لدراسة فقدان الشخصية في مرض الزهايمر ، على سبيل المثال. ولكن يمكن استخدامها لدراسة سبب موت الخلايا العصبية في مثل هذه الأمراض وسد الفجوات المهمة في فهمنا لهذا النوع من الأمراض.

قد يؤدي تحليق ذباب الفاكهة في مطبخك إلى تفاقم المشكلة ، ولكن نأمل أن تراهم في ضوء مختلف الآن.