果蠅不會知道，自己還能「培育」多少位諾獎得主

寵物 09-25

原標題：果蠅不會知道，自己還能「培育」多少位諾獎得主

當我們將吃剩的水果扔到垃圾桶，不消多時，就會看到小小的昆蟲循味而來，這種小昆蟲就是果蠅。

果蠅體長只有兩毫米左右，小到大多數人都不會認真打量它的外貌——它長著一對橙紅的複眼，翅膀薄透。然而，這種貌不驚人又微不足道的生物，幾乎有著改變世界的意義。

果蠅嗜食酵母菌，所以腐敗水果產生的酵母菌才是最吸引它們的地方。全世界的果蠅科昆蟲有4000種以上，其中，最富盛名的就是我們今天的主角——黑腹果蠅，正是它叩開了現代遺傳學的大門，使得這門學科有了突飛猛進的成就。

黑腹果蠅。圖片：Sanjay Acharya / wikimedia

天生的實驗動物

如今，各個領域都有對黑腹果蠅的研究，它也是被人類研究得最徹底的模式生物。

如果你恰好是生物狗，一定能深刻體會到黑腹果蠅作為實驗動物的優點。飼養果蠅成本低廉，幾乎不用花錢（即便是特殊品系，購買價格相對於其他實驗動物都很便宜）、無需多大空間，用一些爛香蕉或者自配一些簡單的培養基就可以養活一大堆果蠅。此外，它們繁殖快，生命周期短。

經典場景再次出現。圖片：TheAlphaWolf / wikimedia

從外觀就可以區分黑腹果蠅的雌雄。雌性個體大，腹部末端比較尖，腹部6節，背面有五條黑色條紋；雄性果蠅個體較小，腹部末端比較鈍，腹部4節，背面有三條黑條紋。

兩性對比示意圖。圖片：Madboy74 / wikimedia

雌、雄果蠅交配後，雌果蠅一次性可產下400枚卵。卵孵化出幼蟲，幼蟲歷經兩次蛻皮後化蛹，最後變為成蟲，從卵到成蟲只需10～12天。

從遺傳學角度來看，黑腹果蠅還有一些特殊的優勢。它們只有四對染色體——其中一對是性染色體，三對是常染色體——這種簡單的遺傳結構讓科學家更容易找到其中的規律。

果蠅的染色體組，左為雌性，右為雄性。圖片：Dixi / wikimedia

果蠅有一些容易觀察的個體突變性狀，比如說黃體、白眼、褐眼、棒眼、捲曲翅、小翅（長度不超過身體）、殘翅等等。研究者通過雜交實驗，就能分析出這些性狀是如何遺傳的。

果蠅的各種性狀特徵。圖片：mun.ca；漢化：物種日曆

此外，果蠅三齡幼蟲的唾液腺中有非常特殊的多線染色體。這種染色體呈帶狀，長度是普通染色體的100～200倍，染色後會出現深淺不同、密疏各異的橫紋，橫紋的數量和位置是固定的，如果染色體有缺失、重複等異常現象，很容易被觀察到。

果蠅的多線染色體，b為放大後的橫紋細節。圖片：J. Albert Vallunen / wikimedia

當摩爾根遇到果蠅

讓果蠅名揚天下的，當屬美國的現代遺傳學之父摩爾根。

摩爾根並不是第一個研究果蠅的遺傳學家，他最早研究的也不是果蠅，而是諸如蛙、水母、蜘蛛蟹、海膽等動物的胚胎學。

除了孟德爾，現代遺傳學的另一位先驅就是摩爾根了。圖片：um.edu.mt

早在1901年，哈佛大學的遺傳學家卡斯爾就根據昆蟲學家伍德沃德的推薦，將黑腹果蠅作為研究對象，試圖通過這種小昆蟲了解多代近親繁殖的遺傳規律。卡斯爾利用果蠅進行了五年雜交實驗，並沒有得到預期的結果。

昆蟲學家盧茨經卡斯爾的推薦也開始研究果蠅，他發現了果蠅的一種突變，後來把自己研究的黑腹果蠅品系安利給了摩爾根。

當時，摩爾根對於人工誘變導致個體變異充滿了興趣。他讓手下的研究生通過各種方法刺激果蠅，諸如搖動、餵食酸鹼水等方式，企圖讓果蠅產生突變個體，然而都沒有起到作用。

培養果蠅的經典裝置。圖片：Robert Cudmore / flick

1910年5月，摩爾根的實驗室里終於出現了一隻奇特的果蠅，這就是具有劃時代意義的白眼果蠅，與它同代的果蠅都是紅眼的。這隻白眼果蠅被這樣寫入了高中生物教材：

摩爾根精心照料這隻果蠅。在自己的第三個孩子出生時，摩爾根趕到醫院，他妻子的第一句話竟是：「那隻白眼果蠅怎麼樣了？」摩爾根的第三個孩子長得很好，但那隻果蠅卻很虛弱。摩爾根晚上把它帶回家中，讓它呆在床邊的一個瓶子里，白天又把它帶回實驗室。在實驗室，它臨死前抖擻精神，與一隻紅眼果蠅交配，把突變基因傳了下來。

這隻「抖擻精神」的白眼果蠅留下了1240隻後代（F1），除了三隻是白眼，其他都是紅眼。這一代果蠅交配後得到第二代（F2），紅眼與白眼的比例約為3:1，和孟德爾幾十年前的研究結果一致。