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小果蝇藏着大智慧

在鲜艳可口的水果上,时常有一群小虫子飞来飞去。它们有着肉眼刚刚可见的小个子,却有着不逊色于人类的大智慧。它们是果蝇。 从爬行者到飞行员 也许你知道毛毛虫变成蝴蝶的故事,那你知道吗,果蝇也是从一只会爬行的小虫子蜕变成长着翅膀的飞行员的。刚出生的果蝇是椭圆形、白色的卵,在适合的温度下很快就孵化成可以四处游荡的小虫子。五六天后,吃足了食物、养得白白胖胖的果蝇幼虫会结起一个个的蛹;再过三天,会飞的成年果蝇就破蛹而出了。 成年果蝇有一双硕大的眼睛和一对长长的天线。和人类的单眼不同,果蝇的眼睛是由一群小眼组成的复眼;天线则是果蝇的嗅觉器官,像人类的鼻子一样感受气味的不同。果蝇很小,即使是成年果蝇,身长也只有3~4毫米。但是你相信吗,果蝇曾经是四次诺贝尔奖“得主” 四次诺贝尔奖得主 1933年,果蝇第一次获得了诺贝尔奖。故事的起源是一位美国生物学家摩尔根发现了一只白色眼睛的果蝇,这与野外红色眼睛的果蝇相比算得上异类了。更有趣的是,白色眼睛的出现是和果蝇性别相关的。由此摩尔根在人类历史上第一次证明了基因是位于染色体上的,奠定了遗传学研究的基础。 14年后,美国生物学家穆勒发现,X射线可以使果蝇产生类似于从红眼变成白眼的变化,这被称为诱导遗传突变。对遗传突变物理基础的确立是遗传学史上的重大进步,也使得果蝇第二次获得了诺贝尔奖。 20世纪50年代到80年代,刘易斯、沃哈德和威斯彻三位科学家利用果蝇共同揭示从一个细胞到器官的胚胎发育过程是由基因来控制的。这一发现阐明了基因调控早期胚胎发育的机理,因此在1995年果蝇第三次获得了诺贝尔奖。 同一年,法国科学家霍夫曼用果蝇研究先天免疫。先天免疫是指生命体对进入体内的外源物质的无选择性的排斥和清除功能,是一种天然保护能力。霍夫曼发现在果蝇体中的一个重要基因Toll在抵抗细菌感染中起到了重要作用。后来,布勒特等科学家进一步证实了哺乳动物中的Toll基因同样参与到先天免疫。至此果蝇于2011年第四次获得了诺贝尔奖。 果蝇还会再一次对生命科学的研究起到里程碑式的作用吗?还会再一次获得诺贝尔奖吗?让我们期待果蝇更多的传奇故事吧。

中科院生物物理研究所 陈楠楠 李岩

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