小小果蠅研究價值極大 解答人類生命大問題

果蠅是科學家們最常使用的探索生命科學的實驗生命，微小的果蠅解答人類生命的大問題，其中包括有關於時間如何對生命產生影響。從很在以前人們或者說是科學家們就開始使用果蠅作為研究生命科學的重要實驗工具，果蠅不僅繁衍的迅速節省了試驗的時間，而且果蠅與人的基因相似度異常的高，更加有利於我們的研究。

果蠅英文俗名fruit fly或vinegar fly ，果蠅廣泛地存在於全球溫帶及熱帶氣候區，由於其主食為酵母菌，且腐爛的水果易滋生酵母菌，因此在人類的棲息地內如果園，菜市場等地區內皆可見其蹤跡。除了南北極外，目前至少有1000個以上的果蠅物種被發現，大部分的物種以腐爛的水果或植物體為食，少部分則只取用真菌，樹液或花粉為其食物。

據國外媒體報道，我們通常只有在刷水果盤的時候才會注意到這些微不足道的昆蟲，而它們或許是現代科學中一些最偉大發現的關鍵所在。

科學家對黑腹果蠅的研究歷史已經超過一百年。當你家裡有水果開始腐爛時，它們就會立刻出現，提醒你是時候做些清理了。不過在科學上，果蠅是研究時間對生命如何產生影響的絕好材料，因為它們的生活周期如此之快，使科學家可以用它們來研究多個世代的變化，這在人類身上是不可能的。

黑腹果蠅的培養成本十分低廉，而且繁殖快速。在室溫下，一隻雌性果蠅一生中能夠每天產下30到50枚卵，而且它們的繁殖周期非常短，通常只有8到14天，只需3到4周就能成為祖父母。在個體大小只有3毫米的情況下，實驗室可以同時培養數百萬隻黑腹果蠅。它們以簡單的碳水化合物和蛋白質為食，通常是麥片或酵母提取物。

1933年，托馬斯·亨特·摩爾根（Thomas Hunt Morgan）因為對果蠅遺傳突變的研究獲得諾貝爾生理學或醫學獎。他的研究解釋了果蠅如何獲得白眼突變而非紅眼突變的過程。他的研究引出了一個理論，即由DNA組成的基因位於染色體上，而染色體可以傳遞給後代。這一發現為基因傳遞和現代遺傳學研究奠定了基礎。

自此之後，利用果蠅進行的研究在1946年、1995年和2011年一共造就了5位諾貝爾獎得主。如今，有關人類發育、行為、衰老和演化的研究都建立在果蠅研究的基礎上。我們對它們的研究越多，就會發現它們與人類越相似：75%的人類疾病基因在黑腹果蠅身上都有可識別的對應基因。

果蠅有4對染色體，大約14000個基因。相比之下，人類大約有22500個基因，酵母菌約有5800個基因。我們與果蠅之間的相似性要比以往想像的更高。這種遺傳上的相對接近意味著，在果蠅身上進行的實驗可以為科學家提供有效的參考。我們讓果蠅喝醉，以研究酒精上癮；我們研究它們的睡眠，以及它們如何受到咖啡的影響。我們已經知道，較老的果蠅睡得更少。「時差基因」最早就是在果蠅身上發現的，現在我們知道，人類也有這一基因。

全世界數以千計的科學家利用果蠅作為模式生物，甚至在地球之外的實驗也有它們的身影。果蠅是首批進入太空的動物之一，在國際空間站上甚至有一個永久的果蠅實驗室，用於研究宇航員為什麼在太空中更容易生病等問題。

那麼，如果在基因上如此接近，那我們為什麼與果蠅甚至酵母有那麼多的不同呢？英國發育遺傳學家彼得·勞倫斯（Peter Lawrence）將這一現象形容為「生命的第三個秘密」。他在接受英國廣播公司（BBC）的採訪時說，生命的第一個秘密是達爾文的演化論，正是演化「推動了所有植物和動物的起源」。「第二個秘密是DNA的發現，因為如果不知道信息是在這一分子內編碼和保存，我們就將無法理解生命背後的機制。」

在勞倫斯博士看來，生命的第三個秘密是最偉大的問題，必須由未來的生物學家進行解答。他說：「這個問題太司空見慣了，以至於我們不會去想它：是什麼造就了犀牛和河馬之間的不同？」

「當你看這些基因時，你會覺得不是很多。那麼，是什麼造就了形態、大小等特徵呢？你的鼻子長度是在哪裡說明的？是什麼信息在你發育的時候使它固定在特定的長 度？是什麼使兒童與他們的父母相似？是什麼塑造了臉的形狀？我們都不知道。」勞倫斯博士說，「在我看來，這就是生物學中最大的未解問題，我稱之為『生命的第三個秘密』。你每天都會看到這一問題，但它太大了，以至於找不到明顯的突破口。」

「你無法在沒有方向信息的情況下培育出某種動物，因此我們需要知道，細胞會在哪裡出現，由什麼組成，以及它會怎麼變化。想像一下，如果一位建築師的計劃中沒有向北或向南等任何方向，你就無法知道他要怎麼擺放這個建築。」

科學家已經在嘗試破解這一課題。他們分離出一些具有較大翅膀的果蠅，研究哪些基因導致了果蠅體積的增加。科學家還比較了演化關係較近的物種，試圖了解導致它們形態差異的原因。他們還發現，雌性果蠅更青睞翅膀更「閃亮」的雄性。

不過，勞倫斯博士表示，這些研究雖然很有價值，但距離更大問題的解答還有很長的路要走，我們需要科學界對這一領域有更多的關注。無論如何，最終的答案有很大可能會來自於對果蠅的研究。

看來小小的果蠅也有大用處而且還不是一般的大用處，所以說不要小看任何一個生命，任何一個渺小的東西可能都蘊藏著一份不為人知的大力量，就像果蠅，在研究以前恐怕不會有任何人會想到它們會為我們的生物研究帶來這麼多的驚喜與貢獻。

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