Плодовая мушка Drosophila melanogaster, возможно, является наиболее изученным организмом на планете. Плодовые мушки также являются привычными обитателями многих наших кухонь, которых привлекает ваза с фруктами. Но как мухи живут в дикой природе? На удивление мало что известно.
Теперь исследователи, опубликовавшие в журнале Current Biology 6 декабря свои исследования плодовых мушек, живущих в лесах их предков в Зимбабве, предлагают новые подсказки о том, как эти мухи живут в дикой природе. История сосредоточена на африканском фрукте марула, который имеет толстую кожуру, окружающую сладкую мякоть, похожую на D.современный фаворит меланогастера среди цитрусовых. Их открытия также помогают объяснить, как впервые были одомашнены плодовые мушки.
«Мухи в вашей кухонной вазе с фруктами - прямые предки группы мух, которые жили на маруле в далеком лесу», - говорит Маркус Стенсмир из Лундского университета в Швеции. «Около 10 000 лет назад эти мухи поселились у своих соседей-людей, а затем их потомство колонизировало мир. Это довольно круто!»
До нового исследования D. melanogaster никогда не наблюдался в нетронутой пустыне. Итак, исследователи под руководством Стенсмира и первого автора Сюзан Мансурян решили найти прародину этого важного модельного организма в Африке.
С помощью ловушек им удалось обнаружить диких мух в лесах южно-центральной Африки. Места ловушек в непосредственной близости от плодовых деревьев марулы быстро заполняются дрозофилами. Ловушки, расставленные в других частях леса, почти не собирали дрозофил. Исследователи также показали, что плодовые мушки предпочитают плоды марулы цитрусовым, хорошо известным их фаворитом в других частях мира.
В сезон «мухи встречаются исключительно с одним фруктом-хозяином, марулой», - говорит Стенсмир.
На самом деле, исследователи обнаружили, что D. melanogaster из других частей мира по-прежнему предпочитают марулу цитрусовым, несмотря на то, что они наверняка никогда не видели ее раньше. Мух привлекают основные химические вещества, выделяемые марулой, которые активируют обонятельные рецепторы, которые, как известно, влияют на выбор ими подходящих мест для откладывания яиц.
Одна из причин, по которой новое открытие особенно интригует, заключается в том, что плоды марулы важны не только для мух. Этот фрукт также имеет давнее культурное значение для народа сан, живущего в этом регионе.
Археологические раскопки в пещерах, где племя сан жило в период с позднего плейстоцена до раннего голоцена, обнаружили огромное количество камней марулы размером с грецкий орех, которые содержат семена плода. Исследователи отмечают, что в одной пещере было извлечено не менее 24 миллионов камней марулы.
«Очевидно, что сан тратили много времени на сбор и переработку марулы, которая была основным продуктом питания в течение многих месяцев в году», - пишут исследователи. «Таким образом, как и D. melanogaster, эти племена сан, по-видимому, также были сезонными специалистами по маруле».
Они предполагают, что это может объяснить, как плодовые мушки впервые поселились среди людей, привлеченные к ним запахом марулы. Оказавшись в пещерах, мухи наверняка выиграли бы от защиты от хищников и непогоды. Исследователи предполагают, что со временем пещерные мухи адаптировались, стали более охотно проникать в темные вольеры и стали более терпимыми к этанолу..
«Муха всегда считалась оппортунистом и универсалом, питающимся и размножающимся всеми видами фруктов», - говорит Стенсмир. «Однако в своей естественной среде мухи ведут весьма специализированный образ жизни, встречаясь только с плодами марулы».
Стенсмир говорит, что теперь они вернутся в леса Африки, чтобы «действительно выяснить, что делают мухи в их естественной среде обитания».
Работа в лаборатории Стенсмира финансируется Фондом Крафорда, Фондом Карла-Триггерса и Шведским исследовательским советом. Лаборатория Пула признает финансирование от NIH.