Drosophilidae — družina sadnih muh (Drosophila): opis, vrste in pomen

Drosophilidae so raznolika, kozmopolitsko razširjena družina muh, v katero spadajo tudi sadne muhe. Družina šteje več kot 4000 vrst v 75 rodovih.

Najbolj znana vrsta iz družine Drosophilidae je Drosophila melanogaster. Ta vrsta se pogosto uporablja za študije genetike, razvoja, fiziologije in vedenja.

D. melanogaster se ne preučuje toliko na terenu kot v laboratoriju. Najbolj znane študije drozofil v naravnem okolju so opravili Dobzhansky in sodelavci na Drosophilapseudoobscura od začetka tridesetih let prejšnjega stoletja do leta 1970. Ponatisi in razprave so v Lewontin et al. 2003, teoretične razprave pa v Dobzhansky, 1970.

Celice sadnih mušic se po izvalitvi imaga običajno ne delijo. Sadna mušica je večinoma sestavljena iz postmitotskih celic, ima zelo kratko življenjsko dobo in se postopoma stara. Tako kot pri drugih vrstah temperatura vpliva na življenjsko dobo živali. V hladnejšem vremenu živijo dlje. Za podaljšanje življenjske dobe teh žuželk je mogoče manipulirati z več geni.

Obstaja še ena, nepovezana družina muh, Tephritidae. V njej so tudi vrste, znane kot "male sadne mušice".

Družina Drosophilidae ima dve poddružini, Drosophilinae in Steganinae.

Morfologija in prepoznavanje

Člani družine Drosophilidae so majhne muhe, običajno dolge od 1,5 do 4 mm. Imajo značilno grajeno telo z očmi, ki so pogosto rdeče ali rjavordeče, ter dobro razvite krila z določeno venčno zgradbo, ki pomaga pri določanju rodov in vrst. Veliko vrst ima na aristi (dlačici na anteni) posebne dlačice ali vejače, ki so pomembni taksonomski znaki. Spolni dimorfizem je pogost: samci so pogosto manjši in imajo posebne značilnosti na zadnjem delu telesa, uporabljene pri prepoznavanju vrst.

Življenjski cikel in ekologija

Tipičen življenjski cikel vključuje jajčeca, tri ličinske stadije (larve), kukalo (pupo) in imaga (odraslo muho). Razvojni čas je zelo odvisen od temperature in hrane — pri D. melanogaster se razvoj od jajčeca do odrasle muhe pri ~25 °C zaključi v približno 8–12 dneh, pri nižjih temperaturah pa je daljši. Ličinke se hranijo predvsem z glivicami, kvasovkami in razpadajočo organsko snovjo na sadju, gobah ali drugih rastlinskih materialih.

Večina vrst igra pomembno vlogo pri razgradnji organske snovi in s tem pri kroženju hranil v ekosistemih. Nekatere vrste so habitatno specializirane — npr. nekatere živijo v gobah, druge v kaktusih ali cvetovih.

Pomen za človeka in gospodarstvo

Večina členov družine Drosophilidae ni neposredno škodljiva za kmetijstvo, vendar so izjeme pomembne. Najbolj znana invazivna škodljivka je Drosophila suzukii (spotted wing drosophila), ki polaga jajčeca v zdravo, zrelo sadje in povzroča gospodarsko škodo v jagodičevju, češenj in drugih kulturah. Boj proti takim vrstam vključuje spremljanje, pasti, higienske ukrepe, fizične zaščite plodov (netenje) in v nekaterih primerih kemično ali biološko kontrolo.

Vloga v znanosti

Drosophila melanogaster je eden najbolj preučenih modelnih organizmov v biologiji. Zaradi kratkega življenjskega cikla, enostavnega vzrejevanja v laboratoriju, velikih genetskih orodij in relativno majhnega genoma je bila ključna pri razumevanju osnov genetike, razvoja, nevrobiologije in evolucije. Raziskave z drosofilami so prinesle več Nobelovih nagrad in temeljne vpoglede v delovanje genov, genske regulacije in genetskih poti, ki so pogosto ohranjene tudi pri drugih živalih.

Taksonomija in razširjenost

Družina vsebuje več tisoč opisanih vrst in je razširjena po vsem svetu. Delitev na poddružini Drosophilinae in Steganinae odraža velike taksonomske skupine znotraj družine; znotraj njih so številni rodo in skupine vrst z različnimi ekologijami.

Razlike od sorodnih družin

Čeprav so v pogovornem jeziku pogosto imenovane "sadne muhe", je treba ločiti Drosophilidae od druge družine muh, Tephritidae, v kateri so tudi vrste, znane kot "prave sadne mušice" ali "male sadne mušice". Tephritidae vključujejo številne resnejše kmetijske škodljivke, ki polagajo jajčeca vanj zdravega sadja in rastlinskih tkiv, imajo pogosto bolj obarvana in vzorčasta krila ter drugačno biologijo razvoja.

Starost, fiziologija in genetika dolžine življenja

Po izvalitvi se celice odraslih drosofil običajno ne delijo — odrasla telesa so pretežno sestavljena iz postmitotskih celic. Drosophile imajo kratko življenjsko dobo in se postopoma stara. Temperatura močno vpliva na hitrost metabolizma in s tem na življenjsko dobo: nižje temperature ponavadi podaljšajo življenje. V raziskavah so pokazali, da je mogoče življenjsko dobo teh žuželk podaljšati z manipulacijami določenih genov in genomeh signalnih poti (npr. poti, povezanih z inzulinsko signalizacijo, TOR), zaradi česar so drosophile pomemben model za študij staranja.

Varstvo in prihodnji izzivi

Veliko vrst Drosophilidae ni neposredno predmet konzervacijskih prizadevanj, a specializirane in endemične vrste so lahko ogrožene zaradi izgube habitata, onesnaževanja in podnebnih sprememb. Hkrati razširjene in invazivne vrste (npr. D. suzukii) predstavljajo izzive za kmetijstvo in zahtevajo nadaljnje raziskave za razvoj trajnostnih kontrolnih ukrepov.

Za nadaljnje branje

• Osnovna literatura o Drosophila melanogaster kot modelnem organizmu (genetika, razvojne biologije).
• Poljudnoznanstveni in strokovni viri o invazivnih vrstah, npr. D. suzukii, in njihovem upravljanju v sadjarstvu.
• Taksonomske revije in monografije za identifikacijo rodov in vrst znotraj Drosophilidae.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je družina Drosophilidae?

V: Katera vrsta je najbolj znana iz te družine?

V: Kako te žuželke preučujemo?

V: Kdo je izvajal raziskave o Drosophila pseudoobscura v naravnem okolju?

V: Kako dolgo se običajno delijo celice sadne mušice po izvalitvi?

V: Kaj vpliva na življenjski potek teh živali?

V: Koliko poddružin ima družina Drosophilidae?

Išči po črki