Микробиология, 2021, t. 90, № 2, стр. 226-235

Уксусная ловушка для плодовых мушек

Один из лучших способов быстро поймать взрослых дрозофил — сделать уксусную ловушку. Плодовые мушки не отличаются интеллектом и их легко перехитрить. Их главная цель существования — найти подпорченные и забродившие продукты, и они летят к своей цели, не заботясь о безопасности

Яблочный уксус как раз имеет именно аромат гниющих фруктов, который привлекает внимание дрозофил

Чтобы сделать ловушку из уксуса, вам понадобится немного вещей, большинство из которых, вероятно, уже есть у вас дома. А именно:

• стакан или чашка,
• пластиковый пакет, достаточно большой, чтобы поместиться над стеклом,
• резинка,
• ножницы,
• яблочный уксус.

Налейте в стакан небольшое количество яблочного уксуса. Ножницами отрежьте уголок от полиэтиленового пакета. Отверстие должно получиться достаточно большое, чтобы через него могли проникнуть плодовые мухи, но не настолько широкое, чтобы им было легко сбежать.

Поместите пакет на стакан и расположите вырезанное отверстие над центром, чтобы пакетик образовал воронку, но не касался уксуса. Прикрепите пакетик к стеклу резинкой. В качестве альтернативы можно использовать также бумажный конус.

Чтобы сделать уксусную ловушку еще более эффективной, добавьте в уксус несколько капель жидкого мыла или средства для мытья посуды, тогда у плодовых мушек будет меньше шансов выбраться, прежде чем они утонут в уксусе.

Установите уксусную ловушку в том месте, где вы чаще всего видите плодовых мушек (рядом с мусорным ведром, на столе или в любом месте, где есть продукты, органические отходы или стоячая вода). Если в вашем доме большое количество дрозофил, вы можете сделать несколько уксусных ловушек и разместить их на кухне и в других комнатах, где обитают плодовые мушки.

Привлеченные сладким фруктовым запахом уксуса, плодовые мушки влетят в стакан, пройдут через отверстие в мешочке и попадутся в ловушку. Через несколько дней вы должны заменить ловушку, просто вылив скопление мертвых мушек, плавающих в уксусе. При необходимости залейте в стакан свежий яблочный уксус. Несколько хорошо установленных уксусных ловушек, а также надлежащие методы ведения домашнего хозяйства, чтобы не привлекать плодовых мух и далее, помогут быстро справиться с ними.

Для поимки дрозофил лучше сделать специальные ловушки

Как плодовые мушки попадают в наш дом?

Несмотря на свои небольшие размеры, дрозофилы могут чувствовать запах спелых фруктов и овощей на очень большом расстоянии. Ферментирующие плоды жизненно необходимы плодовым мушкам, и весь их организм настроен на улавливание тончайшего запаха, начинающих переспевать фруктов и овощей, который человек еще может и не почувствовать. Поэтому знайте, что если на вашем столе стоит блюдо с фруктами, вероятно, несколько плодовых мух уже ищут путь в ваш дом, чтобы добраться до него.

Поскольку это крошечные насекомые, они могут проникнуть в помещение даже через ячейки москитной сетки или щели в приоткрытых окнах или дверях. Оказавшись внутри, самки откладывают яйца на кожуру максимально спелых или ферментирующих фруктов. Процесс размножения начался, но прежде чем вы об этом узнаете, ваше жилье уже будет колонизировано плодовой мухой.

Иногда плодовые мушки могут пробраться к нам домой на фруктах или овощах с рынка или собственного приусадебного участка. Вполне вероятно, что в тех бананах или персиках, которые вы принесли домой из продуктового магазина, уже обитает новое поколение дрозофил в виде незаметных глазу яиц. А если вы позволите томатам слегка перезреть перед сбором, то повышается вероятность того, что вместе с урожаем вы собираете и яйца плодовых мушек. Нужно понимать, что абсолютно все неохлажденные фрукты и овощи, лежат ли они в продуктовом магазине, все еще находятся в саду или уже на блюде на кухонном столе, могут привлекать дрозофил.

Обычная плодовая муха (Drosophila melanogaster)

ТОП — Новости мира, инновации

Nature Materials: Ученые создали материал для стимуляции нервной ткани

Разработана новая модель происхождения драгоценных металлов в мантии Земли

Communications Biology: Гены неандертальцев несут боль современным людям

Neuron: Найден новый механизм развития синдрома хрупкой Х-хромосомы

Как выглядит работающий рекламный баннер

На архипелаге Флорида-Кис открыли улиток ярко-лимонного цвета

Датировки человеческих следов в Уайт-Сэндс были точными

Ученые предлагают новый подход к сохранению Большого Барьерного рифа

Дети, не испытавшие дефицита родительской любви, становятся добрыми взрослыми

Новый препарат лишает питания раковые клетки поджелудочной железы

Current Biology: футбольные вратари обладают уникальным восприятием мира

Упасть не беда, беда не подняться: шмели нашли средство против азиатских шершней

Разработан безотходный и масштабируемый процесс для переработки полиэфиров

А не вырубить ли нам все дубы на планете?

Создан браслет, отслеживающий перепады настроения при биполярном расстройстве

Полёт дрозофилы[]

Крылья мушки способны колебаться с частотой до 250 раз в секунду. Полёт состоит из прямых поступательных перемещений, чередующихся со стремительными поворотами, называющимися саккадами (saccades). При таких поворотах мушка способна развернуться на 90 градусов менее чем за 50 миллисекунд.

Дрозофилы и, вероятно, многие другие мухи имеют оптические нервы, ведущие напрямую к мускулам крыльев (тогда как у других насекомых они в первую очередь всегда ведут к мозгу), давая возможность очень быстро реагировать.

Долгое время думали, что характеристики полёта дрозофил определяются вязкостью воздуха, а не инертностью их тела. Последние исследования Майкла Дикинсона (Michael Dickinson) и Розалин Сэяман (Rosalyn Sayaman) показали, что когда мушка выполняет поворот, она сначала ускоряется, замедляется на повороте, затем снова ускоряется в конце поворота. Это показывает, что инертность здесь преобладающая сила, также как и в случае с большими летающими животными.

Почему число плодовых мух растет на глазах?

Иногда создается впечатление, что дрозофилы созвали на пир всех своих друзей, ведь пара мушек на кухне очень быстро превращается едва ли ни в тучи мошкары. Главным образом, это связано с тем, что у плодовых мушек очень короткий жизненный цикл. Так, они переходят от стадии яйца во взрослую особь всего лишь за восемь дней. Это означает, что один слишком спелый персик или помидор, оставленный на вашем столе, может вызвать скопление плодовых мушек уже через неделю.

Плодовые мухи также известны своей стойкостью, и их бывает тяжело полностью вывести из помещения. Хотя взрослая самка дрозофилы проживет, в лучшем случае, около месяца, за это время она способна отложить 500 яиц, а такая самка в помещении не одна. Вылупившиеся личинки растут примерно 4 дня. В течение этого времени они питаются микроорганизмами, которые разлагают переспевшие овощи или фрукты, а также сахаром, находящимся в плодах.

Самое неприятное, что для продолжения размножения насекомым даже не нужны фрукты или овощи. Вы вероятно замечали, что дрозофилы стайками взлетают с половой тряпки? Конечно, они не случайно там сидят, ведь плодовые мухи могут спокойно размножаться в слое слизи внутри канализации или на старой швабре, или закисшей губке. Вот почему даже если вы избавитесь от всех фруктов и овощей, вы все равно можете обнаружить, что ваш дом кишит плодовыми мушками.

Развитие и эмбриогенез[]

Хромосомное определение пола

Дрозофилам свойственно ХY-определение пола. Важным отличием механизма определения пола дрозофил от человека является то, что на пол влияет не наличие Y-хромосомы, а отношение числа Х-хромосом к числу аутосом. В дальнейшем, имеется в виду гаплоидный набор аутосом (n=4). При отношении равном 1, особь развивается в самку, равном 1/2 — в самца. При нарушениях образуются бесплодные особи: так называемые, интерсексы (если отношение Х-хромосом к аутосомам промежуточное между единицей и 1/2), суперсамцы (отношение меньше 1/2) и суперсамки (отношение больше 1). Наличие Y-хромосомы никак не влияет на пол, но самцы без нее стерильны, так как в ней находятся гены, ответственные за сперматогенез.

Число Х-хромосом.	Число аутосом в гаплодином наборе.	Отношение числа Х-хромосом к числу аутосом.	Пол (фенотип).
2	2	1	Самка
1	2	0,5	Самец
3	2	1,5	Суперсамка
2	3	0,(6)	Интерсекс
1	3	0,(3)	Суперсамец

Генетическое определение пола

Ключевым геном в определении пола дрозофил является ген sex-lethal (sxl). Именно различие в альтернативном сплайсинге этого гена и порождает различия между двумя полами.
В определении варианта сплайсинга гена sxl участвуют так называемые гены-нумераторы (числителя) (sis-a, sis-b (sisterless-a, sisterless-b), runt (runt)), локализованные в Х-хромосоме, и гены-деноминаторы (знаменателя) (dpn (deadpan) , da (daughterless) , emc (extramacrohaeta) и др.), локализованные в аутосомах. И те, и те являются факторами транскрипции, от соотношения которых зависит алтернативный сплайсинг гена sxl. Активаторы (нумераторы) и репрессоры (деноминаторы) способны образовывать комплексы. В зависимости от отношения количества этих генов, активаторы либо преодолеют действие репрессоров, либо репрессоры подавят активность активаторов. В первом случае (при соотношении X:A=1, генотип женский) ген sxl начнет считываться с проксимального (раннего) промотора. Тогда при альтернативном сплайсинге будет образовываться активный белковый продукт sxl, который является фактором сплайсинга и, связываясь с собственной пре-иРНК, закрепляет такой вариант сплайсинга. В другом же случае, если репрессоры подавили активаторов (отношение X:A=0,5 — генотип мужской), транскрипция sxl начнется с дистального (позднего) промотора При этом образуется неактивный белок, так как не вырезается «мужской экзон» (третий), в котором расположен стоп-кодон UGA, не дающий образоваться полноценной мРНК.

Белковый продукт sxl самки — активный фактор сплайсинга не только для собственной РНК, но и для пре-мРНК гена transformer (tra). У самцов sxl неактивен как фактор сплайсинга, поэтому продукт гена transformer — тоже неактивный белок.

Следующий этап в каскаде — ген Doublesex (dsx). У самок белок tra (совместно с работающим у обоих полов tra-2) модифицирует его сплайсинг, что приводит к образованию белка DsxFem (женский вариант). У самцов такой модификации не происходит, сплайсинг проходит по-другому, и образуется другой белок — DsxM (мужской вариант). Эти белки являются факторами транскрипции, влияющие на активность генов, отвечающих за развитие фенотипического пола.

Дозовая компенсация активности Х-хромосом

У самцов концентрация белков, закодированных в Х-хромосоме, примерно такая же, как и у самок, хотя самих Х-хромосом у них 2 раза меньше. Значит, у дрозофил существуют механизмы, создающие дозовую компенсацию. У человека она тоже существует, но механизмы ее у дрозофилы другие. У человека у самок отключается одна из Х-хромосом, в то время, как у дрозофил повышается в 2 раза интенсивность транскрипции с единственной хромосомы самца. Это видно на цитологических препаратах, где хорошо заметно, что Х-хромосома самца примерно на 25% более рыхлая, чем Х-хромосомы самок. У самцов в ней в полтора раза больше негистоновых белков. Этот эффект вызван активностью определенных белков: msl-1, msl-2, msl-3, mle и гистона H4 с ацетилированным лизином в 16-м положении. Ключевую роль во включении этого механизма играет взаимодействие генов msl-2 и пресловутого sxl. Если белок sxl нормальный (как у самок), он связывает мРНК msl-2 в так называемых UTR-участках, тем самым подавляя её трансляцию. То есть, у самок нет белка msl-2, а у самцов — есть. А при наличии белка msl-2 с ДНК могут связаться и остальные упоминавшиеся белки (msl-1, msl-3, mle и H4Ac16), которые и делают ДНК более рыхлой, что упрощает транскрипцию с Х-хромосомы.

Жизненный цикл[]

Файл:Drosophila egg.png

Яйцо D. melanogaster

Файл:Drosophila 2nd instar larva.jpg

Личинка D. melanogaster

Жизненный цикл дрозофилы при 25 °C — 10 дней, при 18 °C — примерно в два раза больше. Самки откладывают в загнивающий фрукт или другой органический материал около 400 яиц (эмбрионов), каждое из которых порядка 0,5 мм в длину. Яйца раскрываются через 24 часа. Вылупившиеся личинки растут на протяжении 5 дней, дважды линяя за это время: через 24 и 48 часов после рождения. В течение этого времени они питаются микроорганизмами, разлагающими фрукт, а также и самим сахаром из фрукта. Наконец, личинки закупориваются в пупарий и претерпевают пятидневную стадию метаморфоза, в результате которого возникают взрослые особи.

Первое спаривание у самки происходит не ранее чем через 12 часов после появления из кокона. Самки сохраняют сперму от самцов, с которыми они спариваются, для позднего использования. Именно по этой причине генетики должны отобрать муху женского пола до её первого спаривания (то есть девственную самку) и убедиться, что она спаривается только с конкретным самцом, выбранным для эксперимента. Оплодотворённая самка может быть «возвращена в девственницы» путём длительной инкубации при температуре 10 °C, что убивает сперму, согласно «красной книге» Майкла Эшбёрнера (Michael Ashburner).

Геном дрозофилы[]

Геном дрозофилы меланогастер содержит 4 пары хромосом: X/Y пара и три аутосомы, маркируемых как 2, 3 и 4

Четвёртая хромосома точковидная и в ряде исследований её не принимают во внимание; X (или первая), 2 и 3-я хромосомы — метацентрические. Геном состоит из порядка 132 миллионов оснований и приблизительно 13 767 генов

В настоящее время геном секвенирован и аннотирован.

Сходство с человеком

Около 61 % известных человеческих заболеваний имеют узнаваемое соответствие в генетическом коде плодовой мушки, 50 % белковых последовательностей имеют аналоги у млекопитающих. Дрозофилы используются в генетическом моделировании некоторых человеческих заболеваний, включая болезни Паркинсона, Хантингтона и Альцгеймера. Мушка также часто используется для изучения механизмов, лежащих в основе иммунитета, диабета, рака и наркотической зависимости.

Поведенческая генетика[]

В 1971 году Рон Конопка (Ron Konopka) и Сеймур Бенцер (Seymour Benzer) опубликовали работу, озаглавленную «Clock mutants of Drosophila melanogaster», в которой они описали первые мутации, которые влияли на поведение животного. В природных условиях мушки демонстрируют активностный ритм с периодом примерно 24 часа. Учёные нашли мутантов с более быстрыми и более медленными испорченными ритмами жизни — мушек, которые двигались и отдыхали в произвольные интервалы времени. Исследования на протяжении 30 лет показали, что эти мутации (и другие похожие) затрагивают группу генов и их производные, отвечающие за биохимические или молекулярные часы. Эти «часы» обнаружены во многих мушиных клетках, но те часовые клетки, которые контролируют активность — это несколько дюжин нейронов в центральном мозгу мухи.

Что такое — плодовые мушки?

То, что мы считаем плодовыми мушками, включает в себя ряд мелких мух семейства Дрозофил (Drosophilidae). Чаще всего на наших кухнях заводится обычная плодовая муха (Drosophila melanogaster), но иногда можно встретить и азиатскую плодовую муху (Drosophila suzukii). Правда, обычно она обитает южнее.

Эти насекомые очень маленькие — от 2 до 4 миллиметров в длину. По цвету они различаются между собой и могут иметь окраску от желтого до коричневого и даже черного. Самцы немного мельче самок и отличаются более темной спинкой. Это насекомые с кирпично-красными глазами и поперечными черными кольцами на брюшке.

Дрозофилы встречаются по всему миру, но наиболее распространены в тропических районах с влажным климатом. Продолжительность жизни плодовой мушки составляет около 50 дней (от выхода из яйца до гибели). У плодовой мушки волосатое тело и липкие ножки, которые способствуют распространению бактерий, и которые могут быть вредными для здоровья человека.

Интересно, что хотя у дрозофилы всего лишь 4 хромосомы, ее гены схожи с генами человека. 75% генетически связанных заболеваний человека могут быть вызваны и у плодовой мушки и исследованы на ней. Так, дрозофил используют при изучении болезней Паркинсона и Альцгеймера, проблем старения, онкологических заболеваний, низкого иммунитета и даже влияния злоупотребления алкоголем и наркотиками. Плодовых мушек удобно разводить в лаборатории, так как они имеют короткое время генерации, поэтому несколько поколений можно изучить в течение нескольких недель.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В исследованных гомогенатах обнаружено в общей сложности четыре вида дрожжей (
):

Рис. 1.

Численность и видовой состав дрожжевого микробиома мух Drosophila melanogaster из трех лабораторных линий (a – Н; б – 2С; в – 4С) на четырех возрастных стадиях
(личинки и имаго в возрасте 1, 7 и 14 сут). Показана общая численность дрожжей в КОЕ
на одну муху, ±стандартная ошибка, шкала логарифмическая. Круговые диаграммы показывают
видовой состав дрожжей, обнаруженных в посевах: Ccal – Candida californica, Pocc – Pichia occidentalis, Pmem – Pichia membranifacies, Zbai – Zygosaccharomyces bailii. В двух случаях (круговые диаграммы, выделенные пунктиром) нам не удалось точно определить
относительное обилие обнаруженных видов дрожжей; в этих случаях показано их приблизительное
соотношение: в линии 2С у имаго в возрасте 7 сут дрожжи P. occidentalis и P. membranifacies представлены примерно в равной пропорции, в линии 4С у имаго того же возраста дрожжи
P. occidentalis и C. californica присутствуют в соотношении, близком к 10  : 1.

1) Candida californica Mrak & McClung ex (Mrak & McClung ex K.W. Anderson & C.E. Skinner, 2006). Вид обнаружен
в линии 2С у имаго в возрасте 1 сут и в линии 4С на всех четырех возрастных стадиях;

2) Pichia membranifaciens (E.C. Hansen, 1904) E.C. Hansen. Вид обнаружен в линии 2С у имаго в возрасте 7 сут
и в линии 4С у имаго в возрасте 1 сут;

3) Pichia occidentalis (Kurtzman, Smiley & Johnson, 2008) Kurtzman, Robnett & Basehoar-Powers. Вид обнаружен
в линии Н у имаго в возрасте 7 сут, а в двух остальных линиях – на всех четырех возрастных
стадиях. В целом можно сказать, что данный вид является доминирующим у изученных линий
дрозофил;

4) Zygosaccharomyces bailii (Barnett et al., 1983). Вид обнаружен только в линии Н у имаго в возрасте 14 сут.

Численность и видовой состав дрожжевой составляющей микробиома различались у разных
линий мух и на разных возрастных стадиях.

Линия Н. В гомогенатах мух, содержавшихся на корме без добавления соли, обнаружено наименьшее
количество дрожжей (
а). У личинок и имаго в возрасте 1 сут дрожжи в посевах отсутствуют. При этом в посевах
обнаружено большое количество мицелиальных грибов и бактерий, чего не наблюдалось
во всех остальных посевах (гомогенатах). Возможно, это говорит об антагонистических
отношениях между компонентами микробиома (дрожжи подавляют развитие бактерий и мицелиальных
грибов или наоборот).

В посевах гомогената имаго в возрасте 7 сут обнаружено значительно количество дрожжей
только одного вида P. occidentalis, средняя численность составила 5 × 104 КОЕ на муху.

В гомогенате имаго в возрасте 14 сут дрожжи тоже присутствовали, но в гораздо меньшем
количестве – лишь 4.8 КОЕ на муху. Дрожжи в посевах представлены видом Z. bailii, который встречен только у этой линии и только на этой возрастной стадии.

Линия 2С. В гомогенатах мух, содержавшихся на корме с 2% NaCl, дрожжей обнаружено намного больше,
причем на всех четырех возрастных стадиях (б). Так, в гомогенате личинок присутствовало много дрожжей вида P. occidentalis (1.4 × 105 КОЕ на муху). У имаго в возрасте 1 сут дрожжей значительно меньше (12.4 КОЕ на муху),
причем они представлены сразу двумя видами: P. occidentalis и C. californica. В посевах гомогената имаго в возрасте 7 сут обнаружено значительное количество дрожжей
(2.0 × 105 КОЕ на муху) двух видов: P. occidentalis и P. membranifaciens. В гомогенате имаго в возрасте 14 сут дрожжи тоже присутствовали, но в меньшем количестве
(3.7 × 104 КОЕ на муху). Они были представлены лишь одним видом P. occidentalis.

Линия 4С. В гомогенатах мух, содержавшихся на корме с 4% NaCl, также обнаружено большое количество
дрожжей (
в). У личинок присутствовали виды C. californica и P. membranifaciens; общая численность дрожжей – 1.1 × 105 КОЕ на муху. У имаго в возрасте 1 сут дрожжей намного меньше (2.5 × 102 КОЕ на муху), однако они принадлежали сразу к трем разным видам (P. occidentalis, P. membranifaciens, C. californica). В посевах гомогената имаго в возрасте 7 сут обнаружено много (2.4 × 105 КОЕ на муху) дрожжей двух видов (P. occidentalis, C. californica). В гомогенате имаго в возрасте 14 сут дрожжи тоже присутствовали, но в меньшем количестве
(2.7 × 103 КОЕ на муху); представлены те же два вида. Видовое разнообразие дрожжей в линии 4С
в целом выше, чем в линии 2С: в первой линии на всех четырех возрастных стадиях обнаружено
более одного вида дрожжей, тогда как во второй линии на двух из четырех стадий в посевах
был обнаружен только один вид дрожжей.

Бумажная ловушка для дрозофил

Если «уксусный способ» кажется вам не гуманным, то существует альтернативный метод, при использовании которого мушки останутся живыми и их можно будет выпустить на улицу.

Чтобы сделать самодельную ловушку для плодовых мушек, вам понадобятся:

• листок бумаги,
• банка или чашка с небольшим отверстием,
• скотч,
• фрукт как приманка.

Сверните из бумаги плотный конус с отверстием на кончике примерно 2-3 миллиметра. При этом конус нужен довольно широкий, не нужно сворачивать его слишком сильно. Закрепите получившийся конус скотчем. Отрежьте широкий конец конуса так, чтобы он имел высоту примерно 10-15 см.

Теперь положите небольшой кусочек фрукта (например, банана или персика) на дно банки или чашки. Установите бумажный конус в банку. Верх бумажного конуса должен немного приподниматься над верхом банки, а острие конуса будет выше фрукта или дна банки. Прикрепите конус к банке двумя кусочками скотча.

Перед тем как установить ловушку, убедитесь, что в комнате нет других источников, привлекательных для плодовой мухи. Блюдо с фруктами, например, можно спрятать на это время в холодильник. Установите ловушку на стол, рядом с мусорным ведром или там, где вы видели дрозофил.

Плодовые мухи будут следовать за запахом фруктов в отверстие в нижней части конуса, но, оказавшись внутри, они не смогут выбраться обратно. Через пару часов вы, скорее всего, обнаружите в своей ловушке множество плодовых мух. Тогда можно вынести ловушку на улицу, вынуть бумажный конус и выпустить насекомых.

Внимание! Не позволяйте ловушке оставаться дольше, чем на одну ночь. Если держать дрозофил в ловушке слишком долго, из яиц, отложенных на приманке, начнут вылупляться новые мушки

Скорее всего, вы не сможете поймать всех мух за первые пару часов, поэтому вам придется заново устанавливать ловушку несколько раз. Чтобы перезапустить ловушку, замените приманку новым фруктом, а затем верните бумажный конус на место.

Если ваша ловушка не привлекает дрозофил, убедитесь, что поблизости нет других интересных для них объектов (остатки еды, мусор, грязная посуда и т.д.). Вы также можете попробовать использовать в качестве приманки другие фрукты.

Если плодовые мушки свободно вылетают из ловушки — отверстие в нижней части конуса оказалось слишком большим. Выпустите всех насекомых, попавших в вашу ловушку, затем сделайте бумажный конус с отверстием меньшего размера (чуть больше плодовой мушки). Другая проблема может заключаться в том, что бумажный конус сморщен и неплотно входит в отверстие банки

В этом случае сделайте новый конус и вставляйте его осторожно, чтобы не помять бумагу