有一種蠅，科學家們卻把他們當做心肝寶貝，那就是被稱為昆蟲界小白鼠的果蠅。通常而言，在實驗室裡研究的果蠅，它的全稱叫做黑腹果蠅，這可與咱們理解的所謂腹黑不一樣，黑腹果蠅啊，是真的腹黑存在於它腹部的黑斑及黑條紋，同時也是區分果蠅性別的表行之一
當然呢，黑腹還有另外一層意思，黑腹果蠅在分類學上，屬於昆蟲綱雙翅目署名，拉丁文的意思呢是喜歡露水，而它的種名則是黑色消化道的意思，在這類果蠅的幼蟲腹部一側呢！是可以見到黑色的消化道，果蠅的英文俗稱呢就叫fly，也就是水果蒼蠅之所以命名為果，是因為人們經常會在果園菜場廚房等等的地方，特別是在腐爛的水果處發現它們的蹤影，不過呢其實果蠅喜歡的只是這些腐敗瓜果上滋生的酵母菌和發酵而產生的酒精的味道，所以在酒的發酵池旁經常也會吸引到許多的果蠅，因此呢他們也有另外一個外號，那就是酗酒者！
當然，下一次你千萬不要再把果蠅和蒼蠅混為一談了！就像上一次我們提到小鼠和大鼠，雖然都可以俗稱為老鼠，但實際上是兩碼事，那樣。蒼蠅和果蠅也完完全全是生物學上的兩碼事。果蠅的個頭非常非常的小，一般我們所見的家蠅個頭大小呢是有一釐米左右，但果蠅實際上只有2到3毫米的體長，這比我們常說的蒼蠅也就是嘉盈要小得多，好吧雖然果蠅和家蠅一樣都有著紅色的大眼睛，但是果蠅全身呈淡黃色
這與佳瑩的那種令人厭惡的黑灰色截然不同，相信大部分人在第一次見到真果蠅的時候，應該會和想像中的模樣差距巨大，嗯那麼接下來的問題就是今天的主題了，和上一次我們談到的小鼠為何會成為實驗室明星的問題，類似果蠅它又是如何得到生物學家的追捧的？首先一個重要的因素，那就是它的繁殖力超群，果應一次可以產下大約400個卵，而這些卵在10到12天的時間裡就可以經歷一齡幼蟲二齡幼蟲三齡幼蟲，然後成長之後羽化成蟲這一系列的階段，這就意味著它們的生命周期非常的短暫，在遺傳學研究當中，這無疑是極為卓著的優點！
好養活呢又是另一個因素。在實驗室環境裡，通常呢會使用玉米胚芽來飼養果蠅，包括了水玉米粉遮糖瓊脂等等，煮沸，並且分裝到大池館中，然後呢再加入一些酵母塞上棉花塞子，這種簡單的食物就足夠果蠅們享用好久了。而他們嬌小的個頭又意味著養活他們所消耗的食物，其實不需要很多，同時佔據的空間也不用很大，非常的經濟划算。當然了光靠這兩大特點，還不足以讓果蠅真正的脫穎而出。果蠅的表型變異眾多是研究經典遺傳學的良好材料。
咱們舉幾個例子，就果蠅的眼睛顏色而言，正常野生型呢是紅色的，而突變型呢就有白眼珠紅眼褐眼等等，那如果考慮到它們的翅膀形狀還分為了長翅殘翅短翅卷翅剛毛的形狀呢。也有什麼直毛分叉毛睫毛等等。那除了以上提到的還有眼睛的形狀，身體的顏色，翅膀的顏色，翅膀的脈絡等等都可以有不同的性狀表情，利用上述這些不同的性狀進行組合，就可以將其作為遺傳的標誌物，研究遺傳的基本規律了，同時呢也可以進行後代特定基因的篩選。
在微觀來看，果蠅的遺傳物質結構非常的簡單，這也是它作為經典模式生物最大的優勢，黑腹果蠅呢只有四對，也就是八條染色體，其中一對是性染色體，剩下的三隊則是常染色體！相比人類而言這要少得多了，對於黑腹果蠅的全基因測序呢在2000年的時候就已經完成了，數據表明，果蠅基因組的大小呢大約是1.8億個鹼基對。別以為1.8億是一個很大的數字，現在認為啊咱們人類有差不多31.6億個鹼基對，甚至達到了我們鹼基對數量的五倍，所以在遺傳學家眼中，果蠅的基因組簡直可以用簡潔來形容！
現在果蠅的基因組供編碼了大約13600個基因，而更重要的是咱們人類有80%的基因能夠在果蠅當中找到對應的同源基因，所以別看我們和果蠅分類上差異巨大，但果蠅也的確確是一個研究人類疾病的良好模型，說起果蠅，就不能不提利用果蠅作出了突出貢獻的現代遺傳學之父摩爾根了！上一期我們提到過孟德爾，不知道大家還記不記得喜歡生物的朋友自然對孟德爾不會陌生，它利用豌豆發現了基因的分離定律和基因自由組合定律，但是孟德爾當時呢並不清楚遺傳因子的本質到底是什麼，而且他的學說在當時也並沒有受到重視。
直到孟德爾逝世的16年後，他的遺傳學說才重新被人發現，並且開始深入研究。這其中之一就有摩爾根。摩爾根當時利用果蠅來作為研究對象，而他養果蠅的實驗室呢也被她的同事們戲稱為蠅室。那是在1910年的5月，摩爾根發現了一隻奇特的果蠅，這隻果蠅呢不像其他正常果蠅那樣，眼睛是紅色的，而是白色的，這顯然是個突變體。摩爾根利用這隻果蠅與正常的紅眼果蠅進行雜交，生出來的子一代呢全是紅眼，說明紅眼的性狀相對於白眼是顯性的。
這個結果呢和孟德爾的研究結果相契合，而這批子一代交配之後得到的子二代呢紅眼和白眼的比例大約是3:1，這又和孟德爾結論中預期的結果相一致。那麼在這個現象的同時，摩爾根還發現了這個子二代當中所有的白眼，他都是雄性，這就說明了控制白眼的基因與決定性別的基因似乎是連鎖的，也就像是鎖鏈一樣是攪和在一起的。不過此後阿摩爾根也發現了例外，基因的連鎖群好像也並不是這麼的牢固，有的時候呢染色體還會發生斷裂，交換到別的染色體上，兩個基因在染色體上的位置越遠，他們之間出現變故的可能性就越大。
於是綜合以上兩種現象，摩爾根就提出了基因的連鎖與互換定律，這個定律也被後人稱為遺傳學的第三大定律。摩爾根也因為他有關白眼果蠅的研究，獲得了1933年的諾貝爾獎。摩爾根的學生米勒呢主要研究果蠅的幼變，在探索的過程當中，它最為稱道的則是設計出了一系列檢測突變的方法。比如說他創造的CEB法和MIUI65技術，可以用來檢測X染色體上的隱性突變或致死突變，它創造的平衡致死系統可以用來保存和檢測常染色體上的突變基因
米勒就指出了無論是以X射線引起的基因突變，還是自然界的突變，它本質上都是一樣的，都是為生物進化提供原材料，在實驗當中也清醒地看到，雖然用X射線的物理因素及其他化學因素均可以引起生物基因突變，大大提高突變率，但是突變多數是有害的甚至是致死的，由於有害基因的存在，從而造成了生物群體對生存環境條件適應度的降低，米勒呢就把這一現象叫做遺傳負荷，而這一概念也對進化遺傳學和群體遺傳學產生了重大的影響
1946年，米勒證明了X射線能夠使果蠅的突變率提高150倍，同時輻射也會引起染色體畸變，這些成就不但是他獲得了諾貝爾獎，也被後人稱為果蠅的突變大師，當然果蠅做出的貢獻還有許許多多又比如說，在1995年的時候，美國和德國的三位發育遺傳學家呢是摘得了當年的諾貝爾生理學或醫學獎桂冠，其中一位科學家萊維斯發現了導致四個翅膀的突變，它的基因呢！其實是組合成了一串共同控制著某一部位的發育，而之所以多了一對翅膀是因為整個體節加倍的緣故，這種同源基因引起的突變可能使得果一寧在觸鬚的位置上長出枝來，又或是在眼睛的部位長出翅膀等等，這種同源基因不僅僅是在果蠅身上有還會存在於哺乳類等其他動物當中，同源基因包含一段在演化上相當保守的銅原礦順序，該順序規範了一段約有60個胺基酸可以和DNA相結合的同源結構序，而目前呢，在果蠅身上已經發現有60種以上的蛋白質在演化上，具有同源結構區！
再來維斯的啟發下，另外兩位科學家博哈特何為SARS就系統性地搜尋控制胚胎發育的起始基因，他們將突變系參數食物為食雄果蠅在使之和雌果蠅交配，結果呢就產生了很多的突變，有些突變非常特別，又比如說出現了那種無肌肉的情況，又或是皮膚由神經細胞所構成，通過了大規模的篩選，最終整理出與胚胎發育有關的5000個重要基因和139個必要基因，這些基因的先後作用使得胚胎的構造逐步劃分漸趨複雜，形成了許多體節，每一個體節呢再進一步，獸同源基因的調控發育成了不同的構造！
他們三個人的研究呢可以說是揭開了胚胎發育的神秘面紗，建立了動物基因控制早期胚胎發育的模式。這一突破性成就是有助於解釋診斷和治療人類自然流產以及其他一些不明原因的畸形。以上我們說到的這些貢獻呢都是在遺傳學的範疇，或許你想不到的是，果蠅在神經科學當中也有著極為重要的作用！
果蠅在近一個世紀以來的生物學舞臺上是佔有著舉足輕重的位置，在各個領域的廣泛應用，都使其成為了一種理想的模式，生物不論在以往現在還是在未來，果蠅都會為人類探索生命科學的真諦，繼續作出不可磨滅的貢獻。再次向果蠅以及科學家們致敬！這一期的分享就是這樣。謝謝大家觀看，歡迎評論！