果蠅體長(zhǎng)只有兩毫米左右，小到大多數(shù)人都不會(huì)認(rèn)真打量它的外貌——它長(zhǎng)著一對(duì)橙紅的復(fù)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(chǎn)生的酵母菌才是最吸引它們的地方。全世界的果蠅科昆蟲(chóng)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(kāi)了現(xiàn)代遺傳學(xué)的大門(mén)，使得這門(mén)學(xué)科有了突飛猛進(jìn)的成就。

天生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

如今，各個(gè)領(lǐng)域都有對(duì)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(huì)到黑腹果蠅作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)。飼養(yǎng)果蠅成本低廉，幾乎不用花錢(qián)（即便是特殊品系，購(gòu)買(mǎi)價(jià)格相對(duì)于其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物都很便宜）、無(wú)需多大空間，用一些爛香蕉或者自配一些簡(jiǎn)單的培養(yǎng)基就可以養(yǎng)活一大堆果蠅。此外，它們繁殖快，生命周期短。從外觀就可以區(qū)分黑腹果蠅的雌雄。雌性個(gè)體大，腹部末端比較尖，腹部6節(jié)，背面有五條黑色條紋；雄性果蠅個(gè)體較小，腹部末端比較鈍，腹部4節(jié)，背面有三條黑條紋。

雌、雄果蠅交配后，雌果蠅一次性可產(chǎn)下400枚卵。卵孵化出幼蟲(chóng)，幼蟲(chóng)歷經(jīng)兩次蛻皮后化蛹，最后變?yōu)槌上x(chóng)，從卵到成蟲(chóng)只需10～12天。從遺傳學(xué)角度來(lái)看，黑腹果蠅還有一些特殊的優(yōu)勢(shì)。它們只有四對(duì)染色體——其中一對(duì)是性染色體，三對(duì)是常染色體——這種簡(jiǎn)單的遺傳結(jié)構(gòu)讓科學(xué)家更容易找到其中的規(guī)律。

果蠅有一些容易觀察的個(gè)體突變性狀，比如說(shuō)黃體、白眼、褐眼、棒眼、卷曲翅、小翅（長(zhǎng)度不超過(guò)身體）、殘翅等等。研究者通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)，就能分析出這些性狀是如何遺傳的。此外，果蠅三齡幼蟲(chóng)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(zhǎng)度是普通染色體的100～200倍，染色后會(huì)出現(xiàn)深淺不同、密疏各異的橫紋，橫紋的數(shù)量和位置是固定的，如果染色體有缺失、重復(fù)等異常現(xiàn)象，很容易被觀察到。

果蠅在GFP激發(fā)光源照射下發(fā)出綠色熒光

當(dāng)摩爾根遇到果蠅

讓果蠅名揚(yáng)天下的，當(dāng)屬美國(guó)的現(xiàn)代遺傳學(xué)之父摩爾根。摩爾根并不是個(gè)研究果蠅的遺傳學(xué)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(dòng)物的胚胎學(xué)。除了孟德?tīng)枺F(xiàn)代遺傳學(xué)的另一位先驅(qū)就是摩爾根了。早在1901年，哈佛大學(xué)的遺傳學(xué)家卡斯?fàn)柧透鶕?jù)昆蟲(chóng)學(xué)家伍德沃德的推薦，將黑腹果蠅作為研究對(duì)象，試圖通過(guò)這種小昆蟲(chóng)了解多代近親繁殖的遺傳規(guī)律。卡斯?fàn)柪霉夁M(jìn)行了五年雜交實(shí)驗(yàn)，并沒(méi)有得到預(yù)期的結(jié)果。昆蟲(chóng)學(xué)家盧茨經(jīng)卡斯?fàn)柕耐扑]也開(kāi)始研究果蠅，他發(fā)現(xiàn)了果蠅的一種突變，后來(lái)把自己研究的黑腹果蠅品系安利給了摩爾根。當(dāng)時(shí)，摩爾根對(duì)于人工誘變導(dǎo)致個(gè)體變異充滿了興趣。他讓手下的研究生通過(guò)各種方法刺激果蠅，諸如搖動(dòng)、喂食酸堿水等方式，企圖讓果蠅產(chǎn)生突變個(gè)體，然而都沒(méi)有起到作用。

1910年5月，摩爾根的實(shí)驗(yàn)室里終于出現(xiàn)了一只奇特的果蠅，這就是具有劃時(shí)代意義的白眼果蠅，與它同代的果蠅都是紅眼的。這只白眼果蠅被這樣寫(xiě)入了高中生物教材：摩爾根精心照料這只果蠅。在自己的第三個(gè)孩子出生時(shí)，摩爾根趕到醫(yī)院，他妻子的句話竟是：“那只白眼果蠅怎么樣了？”摩爾根的第三個(gè)孩子長(zhǎng)得很好，但那只果蠅卻很虛弱。摩爾根晚上把它帶回家中，讓它呆在床邊的一個(gè)瓶子里，白天又把它帶回實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室，它臨死前抖擻精神，與一只紅眼果蠅交配，把突變基因傳了下來(lái)。這只“抖擻精神”的白眼果蠅留下了1240只后代（F1），除了三只是白眼，其他都是紅眼。這一代果蠅交配后得到第二代（F2），紅眼與白眼的比例約為3:1，和孟德?tīng)枎资昵暗难芯拷Y(jié)果一致。

諾獎(jiǎng)孵化器

摩爾根的研究室被稱為“蠅室”（Fly Room），環(huán)境悶熱惡劣又簡(jiǎn)陋，散發(fā)著飼養(yǎng)黑腹果蠅用的腐爛香蕉味。果蠅就養(yǎng)在四處搜刮來(lái)的牛奶瓶里，計(jì)數(shù)板上都是壓扁果蠅后留下的霉斑。然而就是在這樣的環(huán)境下，摩爾根完成了對(duì)果蠅的各種遺傳研究。1933年，摩爾根憑借對(duì)果蠅遺傳突變的研究獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。這一研究解釋了果蠅獲得白眼突變的過(guò)程，指出由DNA組成的基因位于染色體上，而染色體可以傳遞給后代。這一發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代遺傳學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。此后，摩爾根又發(fā)現(xiàn)了基因的連鎖、伴性遺傳等重要遺傳學(xué)規(guī)律。當(dāng)然，黑腹果蠅功不可沒(méi)。從摩爾根開(kāi)始，科學(xué)家們培育了果蠅，果蠅也“培育”了一批批諾貝爾獎(jiǎng)得主。從1933年到2017年，共有8個(gè)諾獎(jiǎng)以果蠅為研究對(duì)象，獎(jiǎng)項(xiàng)集中在生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，在組織學(xué)、生理學(xué)、免疫學(xué)、胚胎發(fā)育等領(lǐng)域，小小的黑腹果蠅都起到了巨大的作用。

黑腹果蠅的大部分基因與人類基因同源，而目前發(fā)現(xiàn)有超過(guò)60%的人類疾病基因與果蠅同源，研究果蠅似乎就能找到人類疾病背后的基因密碼。在第28個(gè)屆（這是個(gè)梗）搞笑諾貝爾獎(jiǎng)中，獲得生物學(xué)獎(jiǎng)的研究就是關(guān)于果蠅的。瑞典科學(xué)家保羅·貝歇爾（Paul Becher）等人發(fā)現(xiàn)，品酒師能聞出醉倒在葡萄酒里的果蠅的氣味，還能分辨雌雄，原理是雌性果蠅會(huì)散發(fā)一種獨(dú)特而難聞的信息素（Z4-11Al）吸引雄性。

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