Занятие 4

ТЕМА: Биология развития дрозофилы.

Цель: Ознакомиться с биологией развития дрозофилы как важнейшего модельного генетического объекта и методикой работы с ним.

Материал и оборудование: Ручные лупы, бинокуляры, чашки Петри, перышки, эфир, вата, линии дрозофилы, препаровальные иглы.

Теоретическая часть: Дрозофила (Drosophila melanogaster l.) – небольшая серая муха, длина тела которой около 3 мм, с ярко красными глазами, с нормально развитыми крыльями, превышающими длину тела. Питается ферментируемыми фруктами или овощами. В лаборатории её разводят на специальной питательной среде.

Яйцо дрозофилы около 0,5 мм, снабжено двумя отростками, при помощи которых оно держится на поверхности среды. Самка откладывает яйца вскоре после оплодотворения. В благоприятных условиях каждая самка откладывает до 50 – 80 яиц в сутки, а всего в течение 3 – 4 суток она может отложить более 200 шт.

В лабораторных условиях личинки появляются из яиц 20 – 24 часа после оплодотворения. Личинка белая, членистая, червеобразной формы; передняя её часть сужена и кончается красным ротовым отверстием с черными челюстными крючками. Она дышит при помощи пары трубкообразных трахей, тянущихся в продольном направлении через все тело и заканчивающихся дыхательными отверстиями (рис. 1). Личиночный период состоит из трех возрастов. Первый и второй возрасты заканчиваются линьками, третий – окукливание, которое начинается примерно через 4 суток после вылупливания из яйца.

Первое время после вылупливания из яйца личинки находятся на поверхности среды, затем уходят вглубь, интенсивно питаются, а перед окукливанием покидают среду, перестают питаться и некоторое время ползают по стенкам сосуда. Затем они становятся неподвижными, значительно сокращаются в длину и приобретают характерную для куколок форму. В состоянии куколки они находятся примерно 4 суток. За это время разрушаются личиночные органы, за исключением гонад и нервной системы, и формируются органы взрослой мухи. В конце стадии куколки сквозь оболочку просвечиваются темные участки тела, хорошо видны глаза, особенно, если они имеют яркую окраску.

Молодые, только что вылупившиеся мухи, имеют длинное желтоватое тело, почти лишенное пигмента, короткие, ещё не расправленные крылья. В течение нескольких часов эти признаки изменяются. На голове видны сложные глаза красной окраски, состоящие приблизительно из 750 фасеток; структуру их можно рассмотреть лишь при большом увеличении. На темени головы находятся усики, а под ними три простых глазка, образующих треугольник и окруженные 4-мя щетинками, расположенными в определенном порядке. Хорошо различаются сосущие ротовые органы. Щетинки на всех частях тела характеризуются определенной формой, количеством и расположением. Они сгруппированы в правильные ряды, тянущиеся в продольном направлении через все тельце. Кроме крупных щетинок, все тело покрыто нежными короткими волосками, также расположенными продольными рядами. Через 8 часов самки уже способны к оплодотворению. Для скрещивания необходимо брать девственных самок, не старше 8 часов после вылупления. Самки начинают откладывать яйца с конца вторых суток и продолжают до конца жизни.

Самки дрозофилы отличаются от самцов по величине и по ряду других морфологических признаков (рис. 2). Они обычно несколько крупнее самцов. Конец брюшка у них заостренный, в то время как у самца форма брюшка округлая. Последние сигменты брюшка у самок пигментированы значительно слабее, чем у самца. Кроме того, у самцов имеются так называемые половые гребешки, в виде хитиновых щетинок на первом членик передних ног. Однако этот признак можно различить только под бинокуляром, в практической работе ориентируются, преимущественно, на форму и пигмент брюшка.

Выполнение работы:

1. При работе с дрозофилой положить в чашку Петри несколько эфиризованых мух, рассмотреть их признаки и определить пол. Рассматривать следует при хорошем освещении под сильной интенсивной лупой, а мелкие детали – под микроскопом. Поворачивать и передвигать мух нужно только перышками или препаровальными иглами. Зарисовать характерные признаки, по которым различают пол дрозофилы. Если мухи начинают двигаться, смочить ватку эфиром, отжать её и положить в чашку Петри, прикрыв крышкой, мухи снова становятся неподвижными. Аналогично рассмотреть и зарисовать мутантные линии дрозофилы.

2. В баночку с питательной средой поместить по 4-5 самцов и самок из двух имеющихся линии дрозофил, различающихся друг от друга по одной паре контрастирующих признаков. К баночкам приклеить этикетки с указанием пола и признаков взятых линии, даты скрещивания, фамилией и группы студентов.

3. Вести наблюдение за развитием дрозофилы. Через день записывать в дневник стадии развития до момента вылупливания мух из коконов.