Drosophila on väikeste kärbeste sugukond, mis kuulub perekonda Drosophilidae, mille liikmeid nimetatakse sageli "puuviljakärblasteks".
Selles perekonnas on palju liike. Mõned neist eelistavad kohti, kus on mädanevad viljad. Täiskasvanud isendid võivad toituda nektariga ja muneda mädanevate viljade peale või nende lähedusse. Üksikasjad on liigiti väga erinevad. Kõige rohkem liike on Hawaii saartel.
Eriti üks Drosophila liik, D. melanogaster, on leidnud laialdast kasutamist geneetilistes uuringutes ja on levinud mudelorganism arengubioloogias. Sugukonda kuulub üle 1500 liigi, mille välimus, käitumine ja kasvukohad on erinevad.
Täpsustus taksonoomiast: originaalteksti sõnastus võib jätta mulje, et Drosophila on sugukond; teaduslikult on aga Drosophila perekond (genus), mis kuulub suuremasse sugukonda (familiesse) Drosophilidae. Perekonna sees on palju eri liike, neist tuntum ja laborites levinum on D. melanogaster.
Liikide mitmekesisus ja levik
Drosophila-perekond sisaldab üle tuhande viiesaja liigi, mis elavad väga erinevates elupaikades: metsades, põldudel, niitudel ja inimasustuse lähedal. Paljud liigid on eristunud spetsiifiliselt teatud toidukihtide või kasvukohtadega ning mõnel saarel, eriti Hawaii saartel, on tekkinud suuri liigilisi radiatsioone ehk kiiret mitmekesistumist.
Elutsükkel ja bioloogia
Drosophila elutsükkel koosneb munast, vastsest (larva), nukkestaadiumist (pupa) ja täiskasvanust. Tüüpiline arenguaeg D. melanogaster puhul on 25 °C juures umbes 10 päeva (muna → adult), kuid see sõltub temperatuurist ja toitumisest. Vastsed toituvad peamiselt mikroorganismidest ja fermenteerunud ainest, mis tekib laguneva vilja või muu orgaanika pinnal. Täiskasvanud kärbsed elavad üldjuhul paarist nädalast kuni mõne kuu ning paljunemine on kiire, mistõttu liigid levivad vajadusel kiiresti.
D. melanogaster kui mudelorganism
D. melanogaster populaarsus laborites tuleneb mitmest praktilisest eelistest: lühike generatsiooniaeg, lihtne pidada suures arvus, madalad kulud ja rikkalik geneetiline mitmekesisus. Sellel liigile on täielikult järjestatud genoom (avalikud andmebaasid), ja sellel on välja töötatud arvukad geneetilised tööriistad, nagu taltelemendid (balancer-kromosoomid), P-elemendid, GAL4-UAS süsteem ja tänapäeval ka CRISPR-põhised vormid geeniredigeerimiseks.
- Olulised panused teaduses: pärilikkuse ja kromosoomiteooria arendamine (Thomas Hunt Morgan ja kaastöötajad), embrüogeneesi grammatikate avastused ja palju muid geneetilisi, neurobioloogilisi ja käitumisalaseid uurimusi.
- Uurimissuundadeks on arengubioloogia, geeniregulatsioon, närvisüsteemi areng ja käitumine, vananemine, immuunsus ja haigusmudelid (nt neurodegeneratiivsed haigused).
Praktiline kasvatamine ja kasutamine laboris
Drosophila kasvatamine on suhteliselt lihtne: laboris kasutatakse sageli agaripõhist või vedelat toitainemassiivi, mis sisaldab suhkrut, pärmi/kuivatatud piimapulbrit ja muid toitaineid. Sarnasest põhjusest on kärbsed sobivad kõrge reprodutseerimisvõime ja kontrollitavate tingimuste tõttu geneetiliste katsete läbiviimiseks ning suurte populatsioonide korraga uurimiseks. Eetiliselt nõuavad kärbsed vähem keerukat järelevalvet kui suuremad mudelorganismid, kuid nende uurimine peab siiski järgima asjakohaseid laboritavasid ja loomauurimise eetikapõhimõtteid.
Teaduslik ja majanduslik tähtsus
Lisaks põhiteadusele aitavad Drosophila uuringud mõista üldisemaid bioloogilisi protsesse, mis on sageli ülekantavad ka teistele organismidele, sealhulgas inimestele. Drosophila-põhised leiud on andnud aluse paljudele raviteooriatele ja geenitehnoloogia meetoditele. Samuti osalevad puuviljakärbsed looduslikus lagundamistsüklis, aidates orgaanilist ainet lagundada ja seeläbi ringlust toitaineid ökosüsteemis mõjutada.
Kokkuvõttes on Drosophila perekond bioloogiliselt ja teaduslikult väga oluline: see sisaldab suurt hulka liike erisuguste elupaikadega ning ühe liigi, D. melanogaster, tööriistakast on teinud sellest ühe kõige viljakama ja mõjukama mudelorganismi geneetika ja arengubioloogia ajaloos.
