تفاوت جنس نر و ماده مگس سرکه

جنس نر و ماده دروزوفیل از نظر مورفولوژی با یکدیگر متفاوت هستند که قابل تشخیص است. عمده‌ترین تفاوت‌های بین جنس نر و ماده به قرار زیر است:

۱- جثه دروزوفیل ماده در مقایسه با جنس نر بزرگتر است.

۲- انتهای شکمی جنس ماده باریک (مخروطی) بندبند و کم ‌رنگ‌تر است، انتهای بدن نر گرد و یکپارچه و قطعات انتهایی سیاه و تیره است. تعداد بندهای شکمی در جنس نر و ماده با هم تفاوت دارد.

۳- به سطح شکمی بخش سینه سه جفت پا چسبیده است که هر پا شامل ۵ بخش می‌باشد.

در جنس نر یک عضو شانه مانند به نام شانه جنسی (Sexcomb) وجود دارد که عبارتست از تعدادی حدود ده تارچه سیاه رنگ که در کنار یکدیگر در سطح انتهایی اولین بند Trasus در پاهای پیشین قرار دارند و در عمل جفت‌ گیری (Couplation) به کار می‌رود. جنس ماده فاقد این عضو می‌باشد.

۴- دومین جفت بال در این حشرات کوچک بوده که Halter یا Balancer گفته می‌شود که در تعادل برای تعادل حیوان ضروری است و در زیر بال‌ها و طرفین سینه قرار دارند که در جنس ماده بزرگتر و گردتر است.

۵- شکم خود از یک بخش فوقانی و یک بخش تحتانی تشکیل شده است. در قسمت فوقانی بست‌های کیتینی قرار گرفته است که فقط در جنس نر دو بست انتهایی شکم، کاملا تیره گشته‌اند و سایر بست‌ها در هر در جنس تا نیمه رنگ تیره دارند. در انتهایی‌ترین بخش شکم اندام تناسلی قرار دارد. این اندام در جنس ماده ساده بوده و از یک صفحه مخرجی A  plate ) و یک واژینال (Vaginal plate ) تشکیل شده است. در جنس نر یک کمان جنسی (gential arach) سیاه رنگ وجود دارد. بعلاوه یک صفحه مخرجی و یک عضو گیرنده به نام (Claspere) و یک پنیس () این اندام را کامل می‌کند.

موتان های مگس سرکه

ساختار ژن White

این ژن با نماد w نشان داده می‌شود و روی کروموزوم x قرار گرفته است. ترادف آن به صورت X:2684632..2690499 است. وظایف مولکولی آن به صورت فعالیت ATP آری، جفت شدن به ماده منتقل شده از غشا، عملکرد انتقالی پیش‌ ماده رنگدانه چشم، گیرنده غشا، کانال آنیون‌ها، متصل کردن ATP، عملکرد نفوذی، بیان می‌شود. در فعالیت‌های بیولوژیکی زیر نقش دارد:

انتقال پیش ‌ماده رنگدانه چشم، فعالیت بیوسنتتیکی رنگدانه کروم، فعالیت بیوسنتتیکی رنگدانه چشم، فعالیت متابولیکی رنگدانه چشم، انتقال آنیون‌ها.

برای این ژن ۱۶۲۲ الل گزارش شده است که فنوتیپ   این الل‌ها در رنگدانه سلول، گرانول رنگدانه چشم حشره، رنگدانه سلول‌های بیضه، چشم حشره، بیضه، چشم مرکب، لوله های ملپیگی لارو، بخش اصلی لوله‌های ملپیگی ظاهر می‌شود.

موتاسیون ژن  White

جهش روی ژن باعث می‌شود که چشم‌های مرکب سفید رنگ شوند.

ساختار ژن Vestigial

این ژن با نماد vg نشان داده می‌شود و روی کروموزوم ۲R قرار گرفته است. ترادف آن به صورت  R:8771794..8786900 است. وظایف مولکولی آن به صورت عملکرد ساختاری، عملکرد تنظیمی انتقال بیان می‌شود. در فعالیت‌های بیولوژیکی زیر شرکت می‌کند:

مورفولوژی حاشیه بال حشره، ریخت شناسی صفحه بالک حشره، حرکت میکروتوبول‌ها، تنظیم انتقالات، تکامل صفحه بال، تکامل haltere، ریخت‌شناسی بال‌، خصوصیات شکل انتهایی بال‌ها، تنظیم تکثیر سلولی، تنظیم تسلسل بوسیله چرخه سلولی.

برای این ژن ۴۰۰ الل گزارش‌شده که فنوتیپ ‌ آن به ‌صورت ۴۴ شکل خاص ظاهر می‌شود و عبارتند از:

حشره بالغ، بخش میانه سینه حشره بالغ، بخش سینه، سیستم عصبی محیطی، ماهیچه پرواز غیر مستقیم، صفحه پشت سینه‌ای، بخش آنتن، ماهیچه بدن حشره بالغ، بخش متاتوراکس، سیستم عصبی.

موتاسیون ژن Vestigial

جهش باعث می‌شود که بال‌ها نسبت به گونه وحشی کوچکتر و چروکیده شوند به گونه‌ای که حشره دیگر قادر به پرواز نیست و تنها در محیط آزمایشگاهی زنده می‌ماند.

ساختار ژن Vermilion

این ژن با نماد v نشان داده می‌شود و روی کروموزوم X قرار دارد. ترادف آن به صورت X:10818023..10819671  است. وظیفه مولکولی آن به صورت فعالیت تریپتوفان ۲ و ۳- ردوکتازی بیان می‌شود. در برخی عملکردهای بیولوژیکی شرکت می‌کند که عبارتند از: فعالیت بیوسنتتیکی رنگدانه کروم، رنگدانه‌های چشم مرکب، کاتابولیز تریپتوفان.

برای این ژن ۷۳۰ الل گزارش شده است که فنوتیپ ‌های این الل‌ها در رنگدانه سلول، گرانول‌های رنگدانه چشم حشره و چشم ظاهر می‌شود.

موتاسیون ژن Vermilion

جهش روی این ژن باعث می‌شود که رنگ چشم‌های مرکب قرمز براق تا نارنجی شود.

ساختار ژن Sepia

ژن Sepia با نماد se نشان داده می ‌شود و روی کروموزوم ۳L قرار گرفته است. ترادف آن به صورت L:8513652..8514596 است. وظایف مولکولی آن به صورت فعالیت پری‌میدودیازپین سنتتازی و انتقال گلوتاتیون و فعالیت گلوتاتوین دهیدروژنازی، انتقال دهنده، انتقال گروه‌های گوگرددار، فعالیت همودایمریزاسیون پروتئین‌ها می‌باشد. در فرآیندهای بیولوژیکی زیر شرکت می‌کند:

فرآیندهای بیوسنتتیک، فرآیندهای بیوسنتتیک رنگدانه‌های چشم، پاسخ دفاعی، فرآیندهای متابولیکی اکسیژن، واکنش به سموم و داروها.

برای این ژن ۲۲ الل گزارش شده که فنوتیپ   این الل‌ها در رنگدانه‌های سلول ظاهر می‌شود.

موتاسیون ژن Sepia

جهش این ژن باعث می‌شود که چشم‌ها به رنگ قهوه‌ای تیره درآیند که به مرور زمان تیره‌تر می‌شوند.

ساختار ژن Ebony

ژن Ebony با نماد e نشان داده می‌شود و روی کروموزوم ۳R قرار گرفته است. ترادف آن به صورت R:17055552..17062900 است. وظایف مولکولی آن به صورت فعالیت بتا آنالین دوپامین سنتتازی و لیگازی و باند کننده کوفاکتور می‌باشد. این ژن در فرآیندهای بیولوژیکی گفته شده با ۱۲ روش خاص  شرکت می کند که در زیر آمده است:

سیناپس‌های انتقالی، گسترش ساختارهای آناتومی، ریتم شبانه ‌روزی، تجمع رنگدانه در بافت‌ها درطی تکامل، فرآیند سوخت و ساز اندام‌ها، تنظیم فرآیندهای بیولوژیکی، پیام‌ سلول به سلول، پاسخ دفاعی، تنظیم منفی فرآیندهای بیوسنتتیک سلولی، فرآیندهای بیوسنتتیک پپتیدهای غیر‌ ریبوزومی، رفتار تحریکی.

برای این ژن ۴۴ الل گزارش شده که فنوتیپ   این الل‌ها در کوتیکول حشره بالغ، بال، وزیکول‌ سیناپسی، سوراح تنفسی لارو، شبکیه چشم ظاهر می‌شود.

موتاسیون ژن Ebony

جهش این ژن باعث می‌شود که تمام رنگ بال و رگبال‌ها و در مواقع شدید کل بدن به رنگ سیاه درآید.

ساختار ژن BarH1) Bar

این ژن با نماد B-H1) B) نشان داده می‌شود و روی کروموزوم X قرار گرفته است. ترادف آن به صورت X:17291534..17297312 است. وظایف مولکولی آن عبارتند از: عامل رونویسی II RNA پلیمراز ویژه، اتصال DNA، عامل رونویسی، اتصال ترادف خاصی از DNA در فرآیند‌های بیولوژیکی زیر شرکت می‌کند:

مشخص مرز اندام حسی، تکامل و سازماندهی گرانول‌های رنگدانه چشم، مورفولوژی خار، مورفولوژی صفحه‌های چشم مرکب، صفحه انتهایی پا، تنظیم انتقال‌ها، آرایش تکامل، DNA وابسته، تمایز سلول گیرنده نور چشم مرکب.

برای این ژن ۸ الل گزارش شده است که فنوتیپ  آن به صورت ۲۱ شکل خاص ظاهر می‌شود. تعداد زیادی از آن‌ها در زیر آمده است:

سیستم عصبی محیطی، سیستم عصبی، قرنیه حشره بالغ، بخش سینه، اندام‌های حسی، پشت پا، سلول رنگدانه ابتدایی، مورفولوژی شیارها.

موتاسیون ژن Bar

جهش این ژن موجب می‌شود فرم چشم‌های مرکب از حالت کرد به  لوبیایی تا میله‌ای تغییر کند.
 

مگس سرکه یا مگس میوه و یا Drosophila melanogaster مگسی از زیر راسته مگس های Brachycera و راسته دو بالان Diptera می‏ باشد.

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.