《第一只苍蝇》

First in Fly: Drosophila Research and Biological Discovery

作者：Stephanie Elizabeth Mohr

出版社：Harvard University Press

索书号：Q969.462.2/M699/2018Y

ISBN：978-0674971011

藏书地点：武大外教中心

果蝇英文俗名fruit fly或vinegar fly ，果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区，由于其主食为酵母菌，且腐烂的水果易滋生酵母菌，因此在人类的栖息地内如果园，菜市场等地区内皆可见其踪迹。除了南北极外，目前至少有1000个以上的果蝇物种被发现，大部分的物种以腐烂的水果或植物体为食，少部分则只取用真菌，树液或花粉为其食物。

果蝇科(Drosophilidae)果蝇属(Drosophila)昆虫有约1,000种，其中黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)被广泛用作遗传和演化的室内外研究材料。黑腹果蝇是双翅目昆虫，原产于热带或亚热带，它和人类一样分布于全世界，并且在人类的居室内过冬。雌蝇体长2.5毫米， 雄蝇较之还要小。雄蝇有深色后肢，可以此来与雌蝇作区别。黑腹果蝇生活史短，易饲养，繁殖快，染色体少，突变型多，个体小，已经成为遗传学(genetics)和发育生物学(developmental biology)研究的一种模式生物(model organism)。

黑腹果蝇在1830年首次被描述。雌蝇可以一次产下400个0.5毫米大小的卵，它们有绒毛膜和一层卵黄膜包被。其发育速度受环境温度影响。在25℃环境下，22小时后幼虫就会破壳而出， 并且立刻觅食。因为母体会将它们放在腐烂的水果上或其他发酵的有机物上，所以它们的首要食物来源是使水果腐烂的微生物，如酵母和细菌，其次是含糖的水果。幼虫24小时后就会第一次蜕皮，并且不断生长，以到达第二幼体发育期。经过三个幼虫(Larva)发育阶段和四天的蛹期(Pupae)，在25℃下过一天，就会发育为成虫(Adult)。

黑腹果蝇在1901年第一次被用作试验研究对象，试验者是动物学家和遗传学家威廉·恩斯特·卡斯特(William Ernest Castle)。他通过对果蝇的种系研究，设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。1910年，汤玛斯·亨特·摩尔根 (Thomas Hunt Morgan)开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。摩尔根用果蝇做出了重要的遗传学发现，是从一只白眼果蝇开始的，他由这只白眼果蝇发现了伴性遗传。野生的果蝇眼睛都是红色，但是在1910年时摩尔根的夫人发现了一只白眼雄果蝇。按照基因学说，这是发生了基因突变。用这只白眼雄蝇与普通的红眼雌蝇交配，子一代的果蝇都是红眼。按孟德尔学说解释，红眼是显性性状，白眼是隐性性状。子一代的果蝇交配产生出了子二代，结果雌果蝇全是红眼，雄果蝇一半是红眼、一半是白眼。如果不论雌雄，红眼果蝇与白眼果蝇的比例是3:1，符合孟德尔定律。可是为什么白眼都出现在雄果蝇身上呢?摩尔根也做了回交试验，让子一代的红眼雌蝇与最初发现的那只白眼雄蝇交配，结果生出的果蝇无论雌雄都是红眼白眼各占一半，这也符合孟德尔定律。

摩尔根根据这些实验结果进行了深入思考，他提出了一种假设:决定果蝇眼睛颜色的基因存在于性染色体中的X染色体上雄果蝇的一对性染色体由X染色体和Y染色体组成，Y染色体很小，其上基因很少，所以只要其X染色体上有白眼基因，白眼性状就表现出来。雌果蝇的性染色体是一对X染色体，因为白眼是隐性性状，只有其一对X染色体上都有白眼基因才会表现为白眼性状。根据这种假设，就可以圆满解释上述实验结果。白眼基因存在于性染色体上，它的遗传规律与性别有关，这就叫:"伴性遗传"。人色盲的遗传、血友病的遗传，也是伴性遗传。色盲患者多是男性，女性很少，男性色盲患者的子女一般不色盲，可是其外孙中又出现色盲。对这种现象人们过去一直迷惑不解，伴性遗传概念的提出使人明白了其中的奥妙。之后，很多遗传学家就开始用黑腹果蝇作研究，并且取得了很多遗传学方面的知识，包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布。

此后，摩尔根还提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律。摩尔根1933年因此被授予诺贝尔奖。1946年，摩尔根的学生，被誉为"果蝇的突变大师"的米勒，证明X射线能使果蝇的突变率提高150倍，因而成为诺贝尔奖获得者。

在近代发育生物学研究领域中，果蝇的发生遗传学独领风骚。1995年，诺贝尔奖再次授予三位在果蝇研究中辛勤耕耘的科学家。Edward B. Lewis(美国)，Christiane Nüsslein-Volhard(德国)，Eric F. Wieschaus(美国)，因发现早期胚胎发育中的遗传调控机理而获奖。果蝇为进一步阐明基因-神经(脑)-行为之间关系的研究提供了理想的动物模型。

在20世纪生命科学发展的历史长河中，果蝇扮演了十分重要的角色，是十分活跃的模型生物。遗传学的研究、发育的基因调控的研究、各类神经疾病的研究、帕金森氏病 (Parkinson's disease)、老年痴呆症(Alzheimer disease)、药物成瘾(addiction)和酒精中毒(Alcoholism)、衰老与长寿(aging and longevity)、学习记忆(learning and memery)与某些认知行为(Cognitive behavior)的研究等都有果蝇的"身影"。

专家认为，近一个世纪以来，果蝇遗传学在各个层次的研究中积累了十分丰富的资料。人们对它的遗传背景有着比其他生物更全面更深入的了解。作为经典的模式生物，果蝇在21世纪的遗传学研究中将发挥更加巨大而不可替代的作用。

《第一只苍蝇》一书于2018年由Harvard University Press出版，作者是Stephanie Elizabeth Mohr。一百多年来，一种苍蝇，黑腹果蝇一直是科学研究的主题。为什么这种微小的昆虫值得如此严格的审查？果蝇作为研究生物的重要性始于其短暂的生命周期、大量繁殖的能力和易于观察的突变表型。随着时间的推移，实验室调查揭示了果蝇和其他动物在基因、基因网络、细胞相互作用、生理学、免疫和行为水平上的惊人相似之处。像人类一样，苍蝇学习和记忆，对抗微生物感染，并随着年龄的增长而减慢速度。科学家们使用果蝇来研究一个简单但完整的生命系统中的复杂生物活动。苍蝇研究为生物学和生物医学中一些最具挑战性的问题提供了答案，包括细胞如何传递信号和形成有序结构，我们如何解释现有的大量人类基因组数据，以及我们如何开发有效的癌症、糖尿病治疗方法和神经退行性疾病。

本书由果蝇研究界的一位领导者撰写，Stephanie Elizabeth Mohr 利用这些“首只果蝇”的发现来介绍上个世纪获得的基本生物学概念，并探索对普通果蝇的研究如何扩大了我们对人类健康和疾病的理解。本书语言适用于学习遗传学的研究生和本科生，但它也应该对广泛的学术科学家和资源管理人员有用，甚至对寻求该领域介绍的热心的业余爱好者。

本书作为研究遗传学的书籍，内容专业详实，语言浅显易懂，具有以下特点：

1、 语言精练，通俗易懂，读者不局限于专业人员。

2、罗列专业词汇，大大方便了大家在阅读过程中对书中专业术语的认知。

3、每个章节都有相关参考文献，可以延伸阅读。

本书目录

1. 地图

2. 改变

3. 通讯

4. 大小

5. 方向

6. 分化

7. 方位

8. 行为

9. 协调

10. 延续性

王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生