Fruchtfliegen können wirklich lästig sein, wenn sie in Ihrem Wohnzimmer herumschwirren oder in Ihrem Wein landen. Aber wir haben diesen kleinen Plagegeistern viel zu verdanken – sie haben die biologische und medizinische Wissenschaft revolutioniert.
Sowohl Fliegen als auch Mücken gehören zu Diptera, die Gruppe der Insekten, die nur zwei Flügel haben (von griechisch di für zwei und pteron für Flügel). Doch genauso wie die meisten Menschen sowohl die lästigen als auch die positiven Eigenschaften ihrer Freunde akzeptieren, sollten wir Fliegen nicht nur wegen ihres negativen Verhaltens verurteilen.
Wir sollten unsere Augen für ihre enorme wirtschaftliche und ökologische Bedeutung öffnen, wie die Entomologin Erica McAlister in ihrem Buch argumentiert Das geheime Leben der Fliegen. Beispielsweise sind viele Pflanzen (einschließlich der Kakaopflanze, die uns Schokolade liefert) auf Dipteren als Bestäuber angewiesen. Oder versuchen Sie sich eine Welt ohne Fliegen vorzustellen, die tote Tiere zersetzen.
Ich werde jedoch aus einem anderen Blickwinkel argumentieren, um Ihren Respekt für einen bestimmten Dipteren zu gewinnen: die Frucht- oder Essigfliege (Drosophila melanogaster).
Drosophila mag zwar kleiner als ein Fingernagel sein, kann aber im Sommer eine große Plage sein, wenn sie über reifenden Früchten schwebt oder in Schwärmen aus Abfallbehältern auftaucht. Die Art Drosophila wurde erstmals erwähnt von Deutscher Entomologe Johann Meigen im Jahr 1830 und hat sich seitdem unter Wissenschaftlern einen Berühmtheitsstatus erworben. Es ist zum am besten verstandenen tierischen Organismus auf dem Planeten und zu einem Kraftwerk der modernen medizinischen Forschung geworden. Zehn Wissenschaftler, die sich mit Drosophila beschäftigen, wurden mit einem ausgezeichnet Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.
Die Zusammenarbeit der Wissenschaft mit Fliegen begann im frühen 20. Jahrhundert, als Biologen tätig waren Thomas Hunt Morgan an der Columbia University in New York beschlossen, Evolutionstheorien zu testen, beispielsweise wie genetische Mutationen mit anderen Merkmalen verknüpft sind, und die Wiederentdeckung von Gregor Mendels Vererbungstheorien, veröffentlicht 1865. Mendel ist bis heute der anerkannte Vater der Genetik.
Der Wissenschaft zum Durchbruch verhelfen
Morgan war nicht der erste mit Drosophila zu arbeiten. Aber seine Idee, die billige Haltung der Fliege (in Milchflaschen aufbewahrte Bananenstücke) und die schnelle Fortpflanzung (eine Generation in etwa zehn Tagen; etwa 100 Eier pro Weibchen und Tag) zu nutzen, würde es ermöglichen, die Evolution im Labor zu untersuchen. Dies liegt daran, dass sich evolutionäre Veränderungen in großen Populationen einer Art mit hohem Umsatz leichter erkennen lassen.
Seine Massenzüchtungsexperimente mit Hunderttausenden Fliegen führten zur Entdeckung einer einzigen Fliege mit weißen Augen anstelle der roten Augen, die Fruchtfliegen normalerweise haben. Die anschließenden Studien von Morgan und seinem Team an den weißäugigen Nachkommen ergaben, dass Gene mutieren können und dies auch tun geordnet angeordnet Und reproduzierbare Karten auf Chromosomen (ein langes DNA-Molekül). Dieses neue Verständnis begründete das Gebiet der klassischen Genetik, wie wir es kennen. Zum Beispiel es führte zu einem Verständnis darüber, wie genetische Krankheiten vererbt werden.
In den 1940er Jahren stellten Wissenschaftler, darunter George Beadle und Edward Tatum, dies fest einige Gencodes für Proteine dürfen erleichtern chemische Reaktionen und produzieren die in den Zellen benötigten Moleküle.
Andere Forscher kartierten mit Fruchtfliegen die Struktur der DNA-Helix. Durch diese Entwicklungen rückten seit langem diskutierte Fragen in den Fokus. Zum Beispiel, wie Gene komplexe biologische Prozesse regulieren, etwa die Entwicklung eines gesamten Organismus aus einer einzigen befruchteten Eizelle.
Wissenschaftler entwickelten nach und nach Techniken mit Mikroskopen, um Drosophila-Embryonen in ihren winzigen, 0,5 mm dicken, transparenten Eierschalen zu untersuchen. Die Fülle genetischer Strategien, die wir bei Fliegen kennengelernt haben, hat sich zu einem wirkungsvollen Mittel zur Sezierbarkeit entwickelt Mechanismen der Fliegenentwicklung. So wie menschliche Genmutationen bei Menschen zu Fehlbildungen im Körper führen können, weisen auch Fliegenembryonen solche Defekte auf. Beispielsweise fehlt ihnen Kopf oder Schwanz.
Wissenschaftler können mutierte Defekte untersuchen, selbst wenn die Eier nie schlüpfen, was uns dann Aufschluss über die normale Funktion des betroffenen Gens geben kann. Solche genetischen Studien an Drosophila, kombiniert mit neuen Technologien wie dem Klonen von Genen, haben uns geholfen zu verstehen, wie Gennetzwerke die Entwicklung eines Körpers bestimmen können und wie dies manchmal der Fall ist Erbkrankheiten verursachen. Gennetzwerke sind eine Reihe von Genen oder Teilen von Genen, die miteinander interagieren, um eine bestimmte Zellfunktion zu steuern. Im Jahr 1995 erhielten drei Wissenschaftler den Nobelpreis für ihren Beitrag zu diesem neuen Verständnis.
Eine verblüffende Ähnlichkeit
Schließlich stellte sich heraus, dass die gesamten Genome von Fliegen und Menschen erstaunliche Ähnlichkeiten aufwiesen und dass bei Fliegen entdeckte Mechanismen oder Prozesse oft auf sie zutrafen komplexere Organismen. Viele menschliche Gene können sogar übernehmen die Funktion ihres Drosophilia-Äquivalents wenn es in das Fliegengenom eingefügt wird.
Der gemeinsame Vorfahre, der vor einer halben Milliarde Jahren die Evolutionslinien von Fliegen und Menschen begründete, scheint mit einer so gut konzipierten Biologie ausgestattet gewesen zu sein, dass viele ihrer Aspekte noch erhalten sind, wie etwa Wachstumsmechanismen oder neuronale Funktionen. Weil wir sind so ähnlich genetischViele Aspekte der menschlichen Biologie und Krankheit wurden zuerst bei Drosophila erforscht. In der Zwischenzeit, Forschung an Fruchtfliegen ist schnell, kostengünstig und äußerst vielseitig. Es ist ideal für wissenschaftliche Entdeckungen.
Sobald in einer Fliege Wissen erlangt wurde, kann dieses Wissen erworben werden die Erforschung komplexerer Organismen beschleunigen. Heute sind es über 10.000 Forscher weltweit Es wird geschätzt, dass es mit Drosophila zusammenarbeitet in vielen Bereichen der Wissenschaft, die sich auf die menschliche Biologie und Krankheiten beziehen. Es wird verwendet von Neurowissenschaftler zur Untersuchung von Lernen, Gedächtnis, Schlaf, Aggression, Sucht und neuronalen Störungen. Ganz zu schweigen von Krebs und Alterung, Entwicklungsprozessen, dem Darmmikrobiom, Stammzellen, Muskeln und dem Herzen.
Allerdings sind Fliegen keine Mini-Menschen. Sie können nicht verwendet werden, um beispielsweise den Persönlichkeitsverlust bei der Alzheimer-Krankheit zu untersuchen. Aber sie können verwendet werden, um zu untersuchen, warum Bei solchen Erkrankungen sterben Neuronen ab und wichtige Lücken in unserem Verständnis dieser Art von Krankheit schließen.
Fruchtfliegen, die in Ihrer Küche herumschwirren, mögen ärgerlich sein, aber hoffentlich werden Sie sie jetzt in einem anderen Licht sehen.
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