آشنایی با مگس سرکه

گزارش کار آزمایشگاه ژنتیک

مقدمه:

((*نکات مورد توجه در انتخاب ارگانیسم مدل در مطالعات ژنتیکی:1.چرخه ی زنگی کوتاه(در مورد مگس سرکه حدود 15 روز)،2.داشتن تعداد کروموزوم کم(مگس سرکه 4 کروموزوم)،3.تخم ریزی بالا...

*چرخه زندگی مگس سرکه:1.تخم بیضوی شکل(wink:دو زایده کوچک در یکی از دو انتهای تخم)2.تبدیل تخم به لارو(زمان لازم حدود 24 ساعت)3.در مرحله ی رشد بدن در مرحله ی لاروی دو بار پوست اندازی اتفاق می افتد(instar:فاصله ی بین دو بار پست اندازی)4.تبدیل لارو به شفیره ای pupa(زمان لازم 4-6روز) pupa:حالت کپسول مانندی می باشد که در آن حالت دگردیسی اتفاق می افتد.چشم ها، بالا ها وپاها دراین مرحله به وجود می آید.5.تبدیل شفیره به حشره بالغ:تا 8 ساعت از خروج مگس سرکه از پوشش شفیره بدن روشن و بال ها تکامل نیافته اند اما پس از این مدت بدن تیره و بال ها تکام می یابند و مگس آماده جفت گیری می شود.

*مگس سرکه سه بخش دارد:1.سر:شامل چشم های مرکب،شاخک ها و زواید دهانی/2.سینه:شامل یک جفت بال و سه جفت پا/3.سطح شکمی:جزوفوقانی وتحتانی

*تفاوت های مگس سرک ماده ونر:

1.اندازه نر از ماده کوچک تر و در سطح شکمی در ناحیه تحتانی شکم ظاهری یکپارچه و به رنگ سیاه دارند.

2.آخرین یند شکمی در مگس سرکه ماده نوک تیز ولی در مگس سرکه نر مدور می باشد.

3.یکی از بند های پاهای جلویی از تارهای فروان و تیره تشکیل می شود که شانه جنسی(sex-comb) نام دارد که فقط در مگس سرکه نر وجود دارد.))

تو ضیحات بیشتر...

معرفی مگس سرکه:

مگس سرکه (نام علمی: Drosophila melanogaster) گونه ای مگس است که در راسته دوبالان و رده حشرات قرار دارد.

طبقه بندی علمی:

سلسله : جانوران

شاخه :بند پایان

رده :حشرات

راسته :دوبالان

خانواده: Drosophilidae

جنس: Drosophila( دروزوفیلا)

گونه:D. melanogaster

نام علمی: Drosophila melanogaster

این گونه به طور كلی به عنوان مگس سركه(vinegar fly)شناخته می شود.Charles W. Woodworth برای اولین بار پیشنهاد كرد كه از این گونه بعنوان یك ارگانیسم مدل استفاده شود. گونه ی D. melanogaster همچنان به طور گسترده برای تحقیقات زیست شناسی در مطالعات ژنتیک فیزیولوژی،عوامل بیماری زایی میکروبی و تاریخ تكامل حیات استفاده می شود.این گونه به طور معمول به دلیل مراقبت ساده ،سرعت رشد وتخم ریزی زیاد استفاده می شود. این نوع مگس را نباید با مگس میوه مدیترانه ی كه از خانواده ی Tephritidae می باشد، اشتباه گرفت.

محیط زندگی و شرایط رشد :

مگس سرکه در همه محیط های جغرافیایی، بجز نواحی قطبی یافت می شود. محیط طبیعی زندگی مگس سرکه نواحی گرمسیری است؛ اما، این مگس در سایر نقاط کره زمین (کوهها، جنگلها، چمنزارها و اطراف جویبارها) نیز یافت می شود. زیستگاه مگس سرکه رنج وسیعی داشته ولی محل اصلی زندگی آن در نواحی گرمسیری می باشد و غالبا در انبارهای منازل در اطراف خمره های سرکه و ترشی یافت می شود. با این وجود، این مگس نواحی با دمای متفاوت را تحمل می کند.

تنها عوامل محدودکننده حیات این مگس، دمای محیط و رطوبت است. نام علمی این مگس یعنی Drosophila به مفهوم عاشق شبنم (lover of dew) می باشد و علت این نامگذاری این است که، این مگس دوستدار نواحی مرطوب برای زندگی است. رشد و نمو این گونه وابسته به دما بوده و مگس های بالغ قادر به تحمل دماهای خیلی کم نمی باشند. در شرایط آب و هوایی سرد، معمولا مواد غذایی نیز کم یافت می شود و درنتیجه، مگس سرکه در دمای پایین دوام نمی آورد. درجه حرارت مناسب برای رشد آن 25 درجه سلسیوس بوده و نگهداری این مگس در دمای پایین (10 درجه سلسیوس) منجر به افزایش طول چرخه زندگی آن می شود. کوتاهترین زمان برای چرخه زندگی مگس سرکه (7 روز) در دمای 28 درجه سلسیوس می باشد؛ اما، در شرایط ایده آل (دمای 25 درجه سلسیوس) طول چرخه زندگی مگس سرکه 5/8 روز خواهد بود. در طولانی ترین حالت نیز طول این چرخه به 19 روز در دمای 18 درجه سلسیوس و بیش از 50 روز در دمای 12 درجه سلسیوس می رسد.

در شرایط شلوغ بودن محیط (یعنی تعداد زیاد مگس ها در یک لوله آزمایش) زمان تکامل مگس ها افزایش می یابد؛ و این درحالیست که، مگس های خارج شده از تخم اندازه کوچکتری خواهند داشت.

مگس ماده به دفعات (تا پنج مرتبه) و هر مرتبه تقریبا 400 تخم می گذارد و از این تخم ها، که حدود 5/0 میلی متر طول دارند، بعد از 12 الی 15 ساعت، لاروهای جدید سر بر می آورند. لاروها در طی چهار روز (در دمای 25 درجه سلسیوس) رشد کرده و دو بار پوست اندازی می کنند تا از لارو اینستار 1 به لاروهای اینستار 2 و 3، بترتیب، تبدیل شوند. در این مدت، لاروها از میکروارگانیسم هایی که موجب تجزیه مواد غذایی می شوند، تغذیه می کنند. سپس، لاروها به صورت یک کپسول در می آیندکه پوپا (Pupa) نام داشته و چهار روز دیگر را در این کپسول طی می کنند. در طی این چهار روز، لارو دچار دگردیسی (Metamorphosis) شده، تا تبدیل به مگس بالغ گردد.

بررسی مورفولوژی:

مشخصات فیزیكی:نوع وحشی(widetype=اشاره دارد به فنوتیپ، نمونه ی یك گونه كه در طبیعت موجود است) مگس سركه به رنگ زرد-قهوه ای است،با چشم قرمز موزایكی وبا حلقه های عرضی سیاه در سراسر دور شكم.نشان تمایز جنسی در این گونه :1.اندازه ی جنس ماده در حدود 2.5میلی متر است اما اندازه ی جنس نر كمی كوچكتر است2.پشت جنس نر تیره تر از جنس ماده می باشد.به راحتی می توان جنس نر را براساس اختلاف رنگ كه با حلقه های سیاه مجزا در ناحیه شكم ایجاد شده از جنس ماده تفكیك كرد.

الف:مورفولوژی لارو: لارو یک مگس سرکه، کرمی شکل ، بندبند و سفیدرنگ بوده و در ناحیه سر، قلاب های آرواره ای سیاه رنگ دیده می شود. تنفس لارو از طریق لوله تنفسی بوده و از این جهت دارای یک عضو هواگیری است. چون پوشش حشرات فاقد خاصیت ارتجاعی است، لارو جوان برای رسیدن به اندازه نهایی و تا زمان بلوغ بصورت منظم پوست اندازی می کند. در این حالت، کوتیکول قدیمی می افتد و به جای آن کوتیکول جوان ظاهر می شود. در دو مرحله مشخص، به موازات پوست اندازی، تخریب و ازهم پاشیدگی زوائد دهانی روی می دهد. بین دو پوست اندازی لارو را اینستار(Instar )می گوییم. اولین اینستار، از زمان خروج لارو از تخم (Hatching) تا پوست اندازی نخستین اطلاق می شود. بعد از دومین پوست اندازی، اینستار سوم آغاز شده و در همین اینستار است که لارو برای پوپا شدن آماده می شود. قبل از این مرحله لارو از درون محیط کشت به طرف مکان های خشک خزیده و حرکت می کند و سپس متوقف می شود. عضو تنفسی آن تغییر یافته، بدن لارو کوچکتر شده و کوتیکول آن سخت و قهوه ای رنگ می شود .

ب:مورفولوژی مگس بالغ: مگس های نر کمی کوچکتر از مگس های ماده بوده ناحیه پشتی آنها رنگ تیره تری دارد و دارای شانه جنسی (sex comb) بر روی پای خود هستند. رنگ بدن مگس سرکه وحشی (Wild type) زردتیره بوده و رنگ چشم های مرکب، قرمز است.

a.سر در دو طرف چشم های مرکب قرمز قرار دارد که از 760 اماتید (Ommatidia)تشکیل شده است. اماتیدها از سلول های گیرنده نور تشکیل شده اند که توسط دو دسته سلول های محافظ و سلول های حاوی رنگدانه احاطه می شوند. در بالای سر سه عدد چشم ساده وجود دارد. قطعات دهانی از نوع مکنده بوده و دارای خرطوم است. آنتن ها و آریستاها(Arista) که اندامهای حسی جانور به شمار می روند، در جلوی بین دو چشم مرکب واقع شده اند.

b.سینه دارای دو قسمت اصلی است که قابل تشخیص هستند. به سطح شکمی سینه سه جفت پا چسبیده است. پاهای جفت دوم و سوم در هر دو جنس نر و ماده مشابه بوده؛ اما، پای جفت اول در جنس نر دارای یک عضو شانه مانند به نام شانه جنسی(Sex comb) است .شانه جنسی در منطقه تارسوس( Tarsus)پای مگس سرکه نر قرار داشته، عضوی برای جفت گیری به حساب می آید و در حقیقت، حشره نر به کمک شانه جنسی، حشره ماده را نگه می دارد .

c.شکم دارای دو بخش فوقانی و تحتانی است که بخش فوقانی دارای بندهای کیتینی بوده و در جنس نر، دو بند انتهایی شکم، کاملا تیره شده اند. در بخش تحتانی شکم صفحاتی بنام Sternit وجود دارد که تعداد آنها در جنس نر 4 عدد و در جنس ماده 6 عدد می باشد. در بخش تحتانی شکم و در منتهی الیه ترژیت ها، سوراخ های تنفسی جانور قرار دارند.در انتهایی ترین بخش تحتانی شکم، اندام تنفسی قرار گرفته که در جنس ماده ساده بوده و شامل یک صفحه مخرجی و یک صفحه واژینال است .در جنس نر، یک کمان جنسی(Genital arch)وجود دارد و همچنین یک صفحه مخرجی به علاوه یک جفت گیرنده و یک اندام جنسی به آن اضافه می شود.

d. بالها در مگس سرکه از دو صفحه موازی تشکیل شده اند که در بین آنها دو رگبال طولی و چهار رگبال عرضی قرار دارد. فواصل بین رگبال ها را یک سلول گویند و در محل اتصال بال به بدن، یک زائده کوچک به نام بالچه وجود دارد. عضو تعادلی مگس تحت نام هالتر (Haltere) یا بالانس کننده می باشدکه در زیر بالها و در طرفین سینه قرار گرفته است. تمامی بدن حشره را تارهای ظریفی به نام Bristle پوشانیده است.

سوالات:

*مگس سرکه ممکن است در چه صفاتی دچار جهش شود؟:1.ساختار های بال 2.رنگ بدن3 .رنگ چشم 4.ساختار سر(جایگاه شاخک ها ، وجود یا عدم وجود چشم و...)

*پنج صفت از صفات جهش یافته در مگس سرکه را بنویسید؟

1.موتانسیونwhite:جهش باعث می شود که چشم های مرکب سفید رنگ شوند.

2.موتانسیون ژن vestigial:این گونه جهش باعث میشود باله نسبت به گونه وحشی کوچکتر و چروکیده شوند به طوری که حشره دیگر قادربه پرواز نیست.

3.موتانسیون ژن sepia:این گونه جهش باعث می شود چشم های مرکب به رنگ قهوه ی تیره درآید که مرورزمان تیره می شود.

4.موتانسیون ژن bar: این گونه جهش باعث می شود فرم چشم های مرکب از حالت گرد به لوبیایی تا میله ای تغییر یابد.

5. موتانسیون ژن vermilion: این گونه جهش باعث می شود که رنگدانه ی چشم های مرکب قرمز براق تا نارنجی شود.

*تاثیر دما بر روی چرخه زندگی مگس سرکه چگونه است؟

رشد و نمو این گونه وابسته به دما بوده و مگس های بالغ قادر به تحمل دماهای خیلی کم نمی باشند. در شرایط آب و هوایی سرد، معمولا مواد غذایی نیز کم یافت می شود و درنتیجه، مگس سرکه در دمای پایین دوام نمی آورد. درجه حرارت مناسب برای رشد آن 25 درجه سلسیوس بوده و نگهداری این مگس در دمای پایین (10 درجه سلسیوس) منجر به افزایش طول چرخه زندگی آن می شود. کوتاهترین زمان برای چرخه زندگی مگس سرکه (7 روز) در دمای 28 درجه سلسیوس می باشد؛ اما، در شرایط ایده آل (دمای 25 درجه سلسیوس) طول چرخه زندگی مگس سرکه 5/8 روز خواهد بود. در طولانی ترین حالت نیز طول این چرخه به 19 روز در دمای 18 درجه سلسیوس و بیش از 50 روز در دمای 12 درجه سلسیوس می رسد.

*چندتا پوست اندازی در مگس سرکه داریم؟لارو ها دو بار پوست اندازی می کنند تا از لارو اینستار 1 به لاروهای اینستار 2 و 3، بترتیب، تبدیل شوند.

.

.

مهدی شیرکوندمقدم